автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение качества обработки почвы путем совершенствования рабочих органов машин на основе моделирования технологического процесса

На правах рукописи

Повышение качества обработки почвы путем совершенствования рабочих органов машин на основе моделирования технологического процесса

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации

сельского хозяйства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Челябинск - 2007

003056080

Работа выполнена на кафедре «Почвообрабатывающие и посевные машины» Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Челябинский государственный агроинженерный университет»

Научный консультант - доктор технических наук, профессор,

заслуженный работник высшей школы РФ Рахимов Раис Саитгалеевич

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ Косилов Николай Иванович

- доктор технических наук, профессор Максимов Иван Иванович

- доктор технических наук, профессор Путрин Александр Сергеевич

Ведущая организация ГНУ «Сибирский институт механизации

и электрификации сельского хозяйства (СибИМЭ) СО РАСХН

Защита состоится 27 апреля 2007 г., в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.069.01 при ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 75

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет».

Автореферат разослан «26» марта 2007 г. и размещен на сайте ВАК Минобрнауки России Ь«р:/уак.ed.gov.ru «_»_2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор Старцев А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из способов повышения урожайности сельскохозяйственных культур является внедрение новых, научно обоснованных технологий обработки почвы, с использованием высокопроизводительной универсальной почвообрабатывающей техники с рабочими органами, обеспечивающими заданные показатели качества выполнения технологического процесса.

Качество выполнения технологического процесса обработки зависит от типа почв, ее физико-механических свойств, рельефа поля, типа и параметров рабочих органов. Свойства почвы изменяются в зависимости от погодных условий, смены культур севооборота, внесения в почву минеральных и органических удобрений и т.д. Эти изменения также влияют на показатели качества выполнения технологического процесса обработки почвы.

Известно, что при основной обработке почвы плугами общего назначения в период ее физической спелости в среднем только 20% обработанной площади поля удовлетворяют требованиям агротехники по степени крошения. Для обеспечения показателей качества выполнения технологического процесса в допустимых пределах конструктивные параметры рабочих органов почвообрабатывающих машин должны быть регулируемыми или иметь дополнительные устройства, обеспечивающие необходимый уровень воздействия на почву.

Однако обоснование конструктивных параметров рабочих органов и дополнительных устройств невозможно без раскрытия теоретических основ взаимодействия рабочих органов с почвой с учетом ее изменяющихся свойств. Для этого необходимо разработать и создать модель процесса взаимодействия рабочих органов с почвой, обеспечивающую возможность совершенствования и обоснования конструктивных параметров рабочих органов и устройств для достижения тре- * буемых показателей качества выполнения технологического процесса. В связи с этим повышение качества обработки почвы путем совершенствования рабочих органов машин на основе моделирования технологического процесса является актуальной проблемой, составляющей основу данного исследования.

Цель работы. Обеспечить заданный уровень показателей качества выполнения технологического процесса обработки почвы путем совершенствования и обоснования параметров рабочих органов машин на основе моделирования процесса их взаимодействия с почвой с уче-

том изменяющихся ее свойств.

Объект исследований. Технологический процесс взаимодействия рабочих органов почвообрабатывающих машин с почвой.

Предмет исследований. Закономерности влияния конструктивных и технологических параметров рабочих органов почвообрабатывающих машин на показатели качества выполнения технологического процесса обработки почвы.

О соответствии с целью работы определены следующие задачи:

1. Разработать общую схему модели процесса воздействия рабочих органов на почву и определить критерии ее оценки.

2. Составить уравнения состояния почвенной среды и разработать модель процесса взаимодействия рабочих органов с почвой с учетом ее изменяющихся свойств.

3. Установить характер изменения и распределения напряжений в почве в процессе воздействия на нее различными типами рабочих органов для оценки напряженно-деформированного состояния.

4. Обосновать конструктивные параметры рабочих органов почвообрабатывающих машин для обеспечения заданного уровня качества обработки почвы.

5. Провести агротехническую и технико-экономическую оценку работы почвообрабатывающих машин с рекомендуемыми рабочими органами.

Научная новизна. Разработаны общая схема и модель процесса взаимодействия рабочих органов с почвой с учетом ее многофазной сфуктуры и изменения свойств в процессе деформации. Обоснованы кри1ерии оценки и получены аналижческие зависимосш для определения конеIрук 1ивны.\ нарамефив рабочих органов, которые позволяют обеспечить заданные показатели качества выполнения технологического процесса обработки почвы. Разработана модель процесса взаимодействия рабочих органов с почвой в виде системы уравнений состояния и изменения плотности почвенного пласта в процессе обработки. Разработана адаптированная к задачам почвообработки реализация консчно-разностного метода, позволяющая моделировать и визуализировать процесс деформации и перемещения почвы, а также исследовав явления, происходящие внутри массива. Установлены характеры изменения и распределения напряжений в почве в процессе ее взаимодействия с различными типами рабочих органов и движения почвы по рабочей поверхности. Установлены зависимости изменения плошоии почвы О! ее уровня напряженного состояния, харакгери-

зующие процесс уплотнения и рыхления почвы рабочими органами в процессе обработки. Впервые разработаны рабочие органы к орудиям для основной и поверхностной обработки, позволяющие получить требуемые показатели качества выполнения технологического процесса в зависимости от состояния почвы. Разработаны методы расчета рациональных параметров рабочих органов для получения заданных показателей качества выполнения технологического процесса обработки почвы в зависимости от ее исходного состояния.

Новизна технических решений защищена одним патентом на изобретение и тремя патентами на полезную модель.

Практическая ценность. Разработана методика расчета на ЭВМ энергетических и агротехнических показателей процесса взаимодействия рабочих органов с почвой, которая выступает как составная часть САПР почвообрабатывающих машин и позволяет на стадии проектирования обосновать параметры рабочих органов для обеспечения заданных показателей качества выполнения технологического процесса обработки почвы в зависимости от ее состояния. Такие рабочие органы способствуют улучшению агротехнических и энергетических показателей работы по сравнению с серийными орудиями, что обеспечивает повышение качества обработки почвы и увеличение урожайности возделываемых культур.

Работа выполнена согласно межведомственной координационной программе о фундаментальных и приоритетных прикладных исследованиях по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001...2005 г.г. «Научные основы формирования и функционирования эффективного агропромышленного производства» по направлению 02.01 «Разработать новое поколение экологически безопасных ресурсосберегающих машинных технологий и создать комплекс конкурентоспособных технических средств для устойчивого производства приоритетных групп сельскохозяйственной продукции для растениеводства».

Реализация результатов работы. На основе исследований составлены исходные требования и технические задания на разработку и создание рабочих органов стерневой сеялки СС-6 в ЗАО «Стерлита-макская машиностроительная компания», сеялки-культиватора СКС-6Л и оборотного плуга ПО-4В в ОАО «Туймазинский завод автобетоновозов», лемешно-роторного плуга ПЛР-2 в ОАО «Башсель-маш».

Результаты исследований по обоснованию параметров рабочих

органов использованы при освоении производства сеялок СС-6 (ЗАО «Стерлитамакская машиностроительная компания»), плугов ПН-4С, ПН-5С (Стерлитамакское РТП).

В творческом сотрудничестве с ЗАО ИПП «Техартком» (г. Челябинск) разработаны комбинированные почвообрабатывающе-посевные агрегаты ППА-5,4, ППА-7,2, ППА-14,7 с усовершенствованными рабочими органами, с ООО «Варнаагромаш» - рабочие органы дискаторов и плугов ПН-4-35.-

Методы расчета и проектирования рабочих органов почвообрабатывающих машин переданы в ЗАО ИПП «Техартком», ЗАО «Стерлитамакская машиностроительная компания» и ООО «Варнаагромаш».

Результаты исследований используются в учебном процессе ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» и ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях Башкирского ГАУ (1993-2002 гг.), Челябинского ГАУ (1993-2006 гг.), Башкирского НИИСХ (1995-1996 гг.), международной научно-практической конференции, посвященной памяти акад. В.П. Горячкина (Москва, 1998 г.), международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса регионов России» (Уфа, 2002 г.), международной научно-практической конференции «Перспективы развития производства продовольственных ресурсов и рынка продуктов питания» (Уфа, 2002 г.).

Публикации. Результаты исследований отражены в 35 работах, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК, опубликовано 11 работ, получен один патент на изобретение и три патента на полезную модель. Общий объем публикаций составляет 46 п.л., из них авторских- 19,3 п.л.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 260 страницах основного текста, включая 81 рисунок, 22 таблицы; состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы из 263 наименований и 73 страниц приложений.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- структурная схема модели почвенной среды, описывающая напряженно-деформированное состояние и разрушение почвы;

- модель процесса воздействия рабочих органов на почву, кото-

рая позволяет обосновать параметры рабочих органов, обеспечивающие заданные требования качества выполнения технологического процесса обработки почвы в зависимости от ее состояния;

- характер изменения и распределения напряжений в почве в процессе ее взаимодействия с различными типами рабочих органов и оценка напряженно-деформированного состояния пласта;

- параметры усовершенствованных рабочих органов и дополнительных устройств для обеспечения заданных показателей качества выполнения технологического процесса обработки почвы в зависимости от ее исходного состояния.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показаны актуальность рассматриваемой темы, ее связь с государственными программами НИР, обосновано народнохозяйственное и научное значение проблемы, представлена информация о реализации результатов исследований и приведены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава «Современное состояние проблемы и основные задачи исследования» посвящена состоянию и перспективам развития обработки почвы, анализу качества выполнения технологических операций рабочими органами почвообрабатывающих машин; здесь рассмотрены общие методы повышения эффективности почвообра-ботки, раскрыты проблемы управления качеством выполнения технологических операций и пути их решения. На основе этого сформулирована научная проблема, выдвинута гипотеза, определены цель и задачи работы.

Развитию исследований в области механизации процессов обработки почв способствовали классические труды основоположника земледельческой механики академика В.П.Горячкина. Под влиянием . его работ были развернуты систематические исследования процессов взаимодействия рабочих органов почвообрабатывающих машин с почвой такими учеными, как П.М. Василенко, В.А.Желиговский, М.Х.Пигулевский, М.Н.Летошнев, А.Н.Зеленин, Н.В.Щучкин, Н.Д. Лучинский, Г.Н.Синеоков, М.Е.Мацепуро, А.Б.Лурье и др.

Дальнейшее развитие земледельческой механики характеризуется исследованиями по вопросам деформации и разрушения почвы и разработки на их основе различных моделей взаимодействия рабочих органов с почвой. Получили новое развитие вопросы исследования статики, кинематики и динамики

почвообрабатывающих агрегатов. Предприняты попытки создания основ САПР. В решение этих и других вопросов существенный вклад внесли как перечисленные выше ученые, так и их последователи: Л.В.Гячев, В.И.Виноградов, А.И.Любимов, А.П.Иофинов, А.С.Куш-нарев, М.Д.Подскребко, И.М.Панов, В.В.Бледных, П.Н.Бурченко, В.С.Казаков, Р.С.Рахимов, Н.К.Мазитов, И.И.Максимов, Е.И.Давид-сон, С.Н.Капов, В.А.Лаврухин, А.Б.Калинин, П.С.Нартов, А.С.Путрин, Г.З.Гайфуллин, П.Я.Лобачевский и многие другие.

В развитии механизации обработки почвы и совершенствования почвообрабатывающих машин приоритетными были вопросы повышения производительности труда, изменения технологии рабочего процесса и конструктивных особенностей рабочих органов, а проблемы качества выполнения агротехнических приемов отошли на второй план. К тому же не в полной мере учитывается изменение свойств почвы в процессе обработки. Поэтому закономерно появление проблемы повышения качества выполнения агротехнических приемов по обработке почв, в соответствии с ее свойствами.

Анализ исследований, посвященных вопросам почвообработки, позволил выдвинуть гипотезу о том, что необходимый уровень качества выполнения технологических операций обработки почвы можно обеспечить не только изменениями технологических и конструктивных параметров рабочих органов, но и учетом особенности поведения почвенной среды в классе напряженно-деформированного состояния.

Во второй главе «Основные положения общей теории технологического воздействия рабочих органов на почву» рассмотрены физико-механические основы перемещения, деформации и разрушения почвенных элементов, базирующиеся на общих аспектах механики почв. Обоснованы основные принципы построения модели разрушения почвы.

Одной из основных задач при исследовании напряженно-деформированного состояния почвенного элемента является установление функциональной зависимости между напряжением ст и деформацией s. Для этих целей в механике почв используются различные модели.

Анализ работ по форме представления таких моделей строения почвы как твердое тело, сплошная упругая среда или сплошная сыпучая несжимаемая среда, используемых в земледельческой механике, показал, что они не объясняют важного агротехнического свойства

почвы - изменения плотности при воздействии на нее рабочих органов почвообрабатывающих машин.

Известно, что представление модели почвы в виде сплошной деформируемой среды позволяет выделить формоизменение и разрушение почвенных элементов. К тому же механика сплошной среды позволяет рассматривать напряжения и деформации бесконечно малых объемов тела, а затем напряженно-деформированное состояние всего тела, используя методы математического анализа.

Естественной целью любой разрабатываемой модели, особенно в механике разрушения почвенных сред, является создание качественных и количественных методов оценки изучаемых процессов. Поэтому для реализации модели деформации и разрушения почвы необходимо с достаточной степенью точности и полнотой учитывать факторы, оказывающие существенное влияние на построение инженерных методов расчета.

Отличительной особенностью процесса взаимодействия рабочих органов с почвой является постоянное изменение её свойств при деформации и последующем крошении. Это проявляется в первую очередь в изменении плотности почвы в деформируемом объеме, что предусматривает необходимость рассматривать ее как среду переменной массы. Для учета этого обстоятельства необходимо определить уравнение зависимости плотности от уровня напряженно-деформированного состояния среды и ввести его в общую систему уравнений состояния почвы в качестве дополнительного условия.

Таким образом, многоуровневое строение почвенной среды, переменность массы, разномасштабность актов ее деформации и разрушения предопределяют новый подход к построению модели разрушения почвы. Если представить механическое воздействие рабочих органов почвообрабатывающих машин на почву в виде схемы (рисунок 1), то можно укрупненно выделить из нее механико-технологическую подсистему, позволяющую разработать расчетные модели напряженно-деформированного состояния пласта, динамики почвенной среды и ее элементов.

При рассмотрении в качестве модели строения почвы сплошной деформируемой среды уравнение движения выделенного почвенного элемента в напряжениях в обобщенном виде можно записать:

+ = + (1) дх, ^ 9/ дх1)

где сгу - напряжения, действующие на поверхности выделенного почвенного элемента; Р, - массовые силы; р - плотность среды.

Уравнение (1) является основой создания модели математического описания процесса взаимодействия рабочих органов уравнения динамики почвенной среды.

Реологическая модель почвы

Еювнне поверхностей у

>ЮРУШ№НЯ(Р|) I

I___

_Г Шмерит&льно - 1_______ I

II 1'<тущц»\тощ« устройство _(|

Система управления качествам работы

Критерии качества

Рот.

'—г ^ |

Рисунок 1 - Структурная схема модели процесса воздействия рабочих органов

на почвенную среду

В третьей главе «Модель процесса взаимодействия рабочих органов с почвой» показана последовательность реализации модели взаимодействия рабочих органов с почвой. Полученные результаты согласуются с общими идеями физики процесса деформирования и разрушения почв, сформулированными на основании теоретических и лабораторных исследований. Исследуются вопросы деформирования и разрушения почвенных сред применительно к обработке почвы. Определены начальные и граничные условия для численного решения уравнений динамики почвы с учетом изменения её плотности в процессе взаимодействия с рабочим органом. Обоснованы условия использования методов подобия и размерностей применительно к технологическим процессам обработки почвы и получены необходимые и достаточные критерии подобия.

Сопротивление деформации, крошению и энергоемкость процесса обработки почвы рабочими органами почвообрабатывающих машин в значительной степени определяются явлениями, протекающими при движении пласта, вырезанного из массива, по поверхности рабочего органа. Одним из сложных вопросов при этом является достоверность описания напряженно-деформированного состояния почвы.

В процессе деформации и последующего разрушения для почв характерно развитие одновременно нескольких трещин в отличие от большинства тел. В процессе почвообработки распространение этих трещин должно быть направленным по всей толщине пласта, с тем чтобы влиять на степень крошения почвы.

Рациональный выбор решения существующих проблем следует искать в последовательном учете физических явлений, происходящих в процессе разрушения почв. Это возможно при физическом описании процесса воздействия деформатора (рабочего органа) на почву.

Исходя из этого, нами проведена серия экспериментов на почвенном канале на выровненных по механическому составу средах (песок, чернозем, глина) с заданными свойствами. Эксперименты показали, что несмотря на различия параметров клина и свойств выбранных сред, процесс трещинообразования является многоэтапным и периодически повторяющимся (см. рисунок 1).

На первом этапе при внедрении и движении клина в почве возникают напряжения, способные вызвать микродеформации. В этом проявляется специфика деформации почвы, связанная с «конкуренцией» двух механизмов разрушения - деформации порового пространства и роста имеющихся в почве микротрещин, а также зарождения новых. На втором этапе возникают требуемые предпосылки для распространения микротрещин и зарождения новых. Этому способствует дальнейшее повышение нагрузки (продвижение рабочего органа). В * результате этого возникает сеть микротрещин. Понятно, что этот этап, как и первый, характеризуется величиной деформации и степенью деформационного упрочнения почвы, сказывающейся на прочностных свойствах среды, в первую очередь - на ее плотности. Пример тому -появление перед клином уплотненного ядра. Конечным результатом второго этапа является начало фрагментации пласта как предпосылка к образованию мелкокомковатой структуры почвы.

На третьем этапе напряжения в почве, возрастая, достигают границ предельного равновесия, после чего образуется поверхность разрушения. Это и есть поверхность, на которой напряженное состояние

удовлетворяет предельному значению. При превышении предельного напряжения происходит разрушение внутренних связей в почве. С этого момента становится возможным наступление последнего, четвертого этапа разрушения - макроскопического раскрытия трещин, т.е. разделения тела на части. Все эти процессы зависят от уровня напряженно-деформированного состояния почвенного пласта.

Напряжение и деформация в любой точке деформируемой зоны связаны между собой зависимостью напряжение - деформация. Функция зависимости деформации от напряжения имеет довольно сложный вид и должна определяться экспериментально, т.к. переменными являются величины напряжений по граням выделенного объемного почвенного элемента стти стз и их направления. Величина деформации и напряженное состояние почвы зависят также от ее физико-механических свойств и формы поверхности рабочего органа.

Так. в процессе взаимодействия рабочего органа с почвой можно выделить деформацию при постоянном объеме, деформацию, сопровождающуюся уплотнением, и деформацию (расширение) при разрушении. В реальных условиях деформация почвы обычно складывается «з деформаций разных видов.

Деформации без изменения объема особенно подвержены влажные, лс! ко деформирующиеся почвы. Чем суше почва, тем менее вероятна деформация без изменения объема. В сухой почве деформация сопровождайся уплощением, если ночьа рыхлая, или разрушением, если иочьа шшшая. Для обработки почвы наиболее важны эти два вида деформаций.

Деформация в сочетании с уплотнением характерна для относи-1ельно сухих почв, она наблюдается при сравнительно большой величине 01 ношения напряжении 03/01. Подобная деформация сложнее деформации при постоянном объеме, так как меняется не только форма, но н объем. Уплотнение делает почву тверже и повышает ее сопротивление деформации.

При рассмотрении деформации как изменения выделенного объема, выражении! о удельным объемом у)д, без учета формоизменения т-иа упругого последействия (ст? =сгД характера прежних изменений напряжений (г=соп51). и имея в виду, что напряжения сгу и о> определяются средним нормальным напряжением сг„, и максимальным каса-к'льным напряжением ттач, щменение удельного объема считаем ф\нкциеи напряжении:

ууд= F(crm,rmax) (2)

Если учитывать, что среднее нормальное напряжение в сплошной деформируемой среде определяет давление р в заданной точке; касательное напряжение, применительно к почвенной среде (согласно Казакову B.C.) определяется из выражения

г = kTrotV, (3)

где ^-коэффициент касательных напряжений;

rotV— ротор скоростей частиц среды, то функциональную зависимость (2) можно представить в виде:

rya=F(p,rotV) (4)

Полученное выражение показывает, что изменение объема и плотности почвы в процессе обработки можно выразить через значения давления (р) в деформируемой зоне и относительного перемещения почвенных элементов (rotV).

Поэтому механику воздействия рабочего органа на почву необходимо представлять двумя видами движения почвенных частиц -общим движением пласта почвы и перемещением отдельных почвенных частиц относительно друг друга. Причем условием крошения почвенной среды является необходимость превалирования второго вида движения над первым. Поэтому физические основы перемещения частиц относительно друг друга должны быть раскрыты и математически описаны. При этом возникает необходимость учета таких особенностей почвенной среды, как ее многофазность структуры, физико-механические свойства и изменение плотности в процессе деформации.

При описании многофазной среды, подобной почвенной, используется приближенный подход, заключающийся в сохранении для смеси в целом реологического уравнения однородной среды, физические константы которой в среднем учитывают особенности отдельных составляющих неоднородной смеси.

К почвенной среде с малыми объемными концентрациями примесей применима поправка к динамическому коэффициенту вязкости несущей фазы. Исправленный динамический коэффициент вязкости смеси fi* выражается через соответствующие коэффициенты «чистой» несущей фазы /л и жидкой или газообразной примеси М ■ Для почвы, состоящей из твердых частиц, воды и воздуха с объемной концентрацией твердых включений а=50-70%, будем иметь ju* = (1+5а)//.

Для учета изменения плотности почвенной среды в процессе ее

деформации принято положение, что масса почвы, вовлеченной в движение рабочим органом, остается постоянной. Поэтому для определения изменения плотности почвы dp/dt перед рабочим органом можно использовать теоретические принципы закона сохранения массы. Применительно к почвообработке он примет следующий вид:

— + div(pu) = М , (5)

dt

где divo - дивергенция вектора скорости, определяющая изменение объема; М - прирост (убыль) массы в данной точке среды.

Система уравнений, включающая уравнение динамики (1) и уравнение сохранения массы (5), представляет собой простейший пример реологического уравнения почвенной среды.

В реальной среде между частицами возникают и силы внутреннего трения, что приводит к возникновению касательных напряжений т в зоне деформации. В этом случае реологическое уравнение можно выразить соотношением между касательной компонентой тензора напряжений (трения) т и производной скорости сдвига - касательной компонентой тензора скоростей деформации Эи/Эх,. Принимая во внимание полученное выражение по учету многофазной структуры почвы и допущение линейной связи тензора напряжений и тензора скоростей деформаций, систему уравнений (1) в обобщенном виде запишем в следующем виде:

с

Во, ди ди. дц _ 1 (др*) „ „ . „ „ч

—- + —-и, + —'-о, + —'-vi = F —I — [+(1 + 5a)fN-v, (i-x,y,z),

J 8t дх ду dz p\8i)

— + div(pv) = M, (6)

dt

где a - коэффициент содержания твердых частиц в объеме почвы;

„, d'v d2i> д'и V ц = —L + —+ —лаплассиан.

8х2 ду2 dz2

Система уравнений (6) представляет собой уравнение динамики сжимаемой многофазной почвенной среды, и ее интегрирование позволяет определить векторное поле скоростей, скалярное поле давлений для каждого момента времени и траектории частиц.

Численное решение уравнений динамики сплошных сред требует установки начальных и граничных условий.

Граничное условие при движении твердого тела (рабочего органа) в среде должны выполняться в области контакта с его поверхно-

стью; оно выражается из условия непроницаемости тела: перпендикулярная к поверхности составляющая скорости Ví (рисунок 2) должна быть равной нулю.

Граничное условие раздела среды и воздуха определяется равенством нулю давления на границе их разделения (ргр=0).

В качестве начальных условий необходимо задать значения скорости, плотности среды и давления за пределами зоны деформации.

Граничные условия при решении задачи механического воздействия рабочих органов на почву являются описанием конструктивных параметров рабочего орщра и технологических параметров процесса обработки, начальные условия - описанием свойств среды.

В результате этого появляется возможность реализации модели для разработки методов расчета и проектирования рабочих органов почвообрабатывающих машин с учетом как энергетических затрат, так и условий в почве, ведущих к изменению степени воздействия на деформируемый пласт.

Рисунок 2 - Начальные и граничные условия функционирования модели

Алгоритм реализации данной модели, основанный на численном интегрировании системы уравнений (6), состоит из двух этапов. На первом этапе в системе автоматизированного проектирования (САПР) разрабатывается 3-О модель рабочего органа. На втором этапе определяется область расчета, устанавливаются технологические параметры рабочего органа и задаются исходные свойства среды и скорость перемещения. Под областью расчета понимаются объем, в котором определены уравнения математической модели, и граница объема с установленными начальными и граничными условиями. Реализация данного этапа предполагает использование программного комплекса

Р1О\УУ18ЮП.

На основе этой модели рассмотрен процесс взаимодействия рабочих органов с почвенной средой. При расчете определяются значения скоростей частиц среды, распределение давлений перед рабочим органом и непосредственно на нем, траектории частиц, эпюры давлений на рабочий орган, а также значения сил и моментов, действующих на рабочий орган.

При изучении процесса взаимодействия почвообрабатывающего рабочего органа с почвой на модели сплошной среды возникают задачи перехода к реальным свойствам почвы, таким, как твердость, плотность, вязкость, с учетом реальных сил, возникающих в зоне деформации. Такие задачи решаются методами подобия и размерностей.

Рассмотрение условий подобия двух сред с различными физическими свойствами и сравнение при этом безразмерных дифференциальных уравнений и соответствующих им граничных и начальных условий позволили привести систему уравнений (6) к безразмерному виду:

8t'

^ , ди', , ди! , ди! ^ V, —- + и, —- + и, —-

дх' ду' &'

1 г. др' 1

= —Ft-Eu~!— + — Fr ду' Re

éX+ÉX+ÉX

дх'2 ду'2 dz'2

(7)

В уравнение (7) вошли следующие безразмерные одночленные комплексы, называемые «числами подобия»: ^=Sh - число Стру-

хала; -Дг= Ей - число Эйлера; — = Re - число Рейнольдса; — = Fr -

pV v FL

число Фруда.

Рассмотрение основных переменных и постоянных физических величин, определяющих изменение напряжения в почве {gradó) на основе метода размерностей позволило установить их взаимосвязь и получить критериальное уравнение (grado/p):

grada = /{(¿)" ;(©)'; (/)с; {mgy; (pf \{рУ \{уУ\ (Éf; (V0)' ], (8)

T-íwíteW...,

где L, 0 - радиус-вектор и угол, определяющие координату рассматриваемой точки, м, град; / - геометрический размер рабочего органа, м; mg' р, р, v, Е - соответственно сила тяжести, Н, плотность, кг/м3, твердость, Па, вязкость, м2/с, модуль упругости почвы, Н/м; V0, V - соответственно скорость движения рабочего органа и среды, м/с.

* <>lV

По условию подобия для всех критериев должны выполняться условия: ¥г=к1ет, Еи=1с1ет, КеЧс1ет, С=гс1ет, 1Л=1с1ет.

Анализ полученных критериальных уравнений показывает, что напряженно-деформированное состояние почвы при взаимодействии с рабочими органами определяется такими критериями, как критерий гравитационного подобия - число Фруда (Рг), критерий силового подобия - число Эйлера (Ей), критерий подобия режима течения - число Рейнольдса (Яе), критерий подобия сил упругости - число Коши (С), критерий геометрического подобия (1Д). Первые четыре критерия представляет собой совокупность физических величин, проявляющихся при движении твердого тела в среде (почве), в которой действуют силы тяжести, упругости, трения (вязкости), находящиеся в объективной взаимосвязи и влияющие в такой форме на изменение напряжений в среде.

Установка достаточных условий подобия при моделировании процесса обработки почвы с использованием основ механики сплошных сред, согласно уравнениям (7,9), привела к условию геометрического подобия рабочего органа (Ы= 1) и кинематики - скорости движения (У/Уи=\). Только при соблюдении этих условий процессы деформации и перемещения среды, полученные с помощью модели и в реальных условиях будут идентичны.

Так, результаты силового анализа корпуса плуга, полученные при моделировании, не противоречат данным, полученным в результате натурных экспериментов, проведенных на почвенном канале Челябинского ГАУ (рисунок 3).

--экспериментальные значения

---- теоретические значения

Рисунок 3 - Зависимость сил сопротивления корпуса плуга от скорости рабочего органа

Таким образом, разработанная модель при соблюдении достаточных условий подобпя позволяет произвести адекватную силовую оценку процесса взаимодействия рабочих органов с почвой.

В четвертой главе «Исследование напряженно-деформированного состояния почвенной среды в процессе взаи-

модействия с рабочими органами почвообрабатывающих машин»

изложены результаты моделирования технологического процесса взаимодействия рабочих органов с почвой. На основе теоретических и экспериментальных исследований получены зависимости изменения плотности почвы в процессе обработки от уровня напряженно-деформированного состояния. Получена система уравнений динамики почвенной среды с учетом изменения плотности почвы.

Характерной особенностью работы плужных корпусов является то, что в зоне упругих и пластических деформаций почвенный пласт подвергается сжатию, которое определяется значением напряжения а). Следовательно, характер протекания процесса деформации и изменения плотности в этой зоне во многом зависит от сжимаемости почвы. Для выяснения влияния основных характеристик сжимаемости почвы на изменение плотности нами проводились лабораторные исследования по определению уплотняемости почвенных образцов.

Установлено, что изменение физических свойств почвы при уплотнении проявляется в росте плотности, понижении общей пористости, воздухоемкости и воздухопроницаемости, изменении влагоемко-сти, а также в росте сопротивления и связности. Зависимость коэффициента пористости £ от величины внешней нагрузки р, соответствующей условию сжатия почвы рабочими органами пассивного действия, характеризуется компрессионными кривыми (рисунок 4).

Испытаниями на быстрое уплотнение получены зависимости, связывающие степень уплотнения почвенного образца с величиной напряжения 07 (рисунок 5). Уравнение регрессии, описывающее экспериментальные данные, имеет логарифмическую зависимость.

0.55

0 45

О 2 4 6 3 10 12 Р.Ниг 1 — суглинистая почва 2 — су песчаная почва Рисунок 4 - Компрессионные кривые дня рапичных типов почв

О 2 ■» б 13 1С .2 1Г

1 — суг тин истая почва 2 - супесчаная почва Рисунок 5 - Зависимость плотности почвы у от напряжения а/

Для учета зависимости плотности почвы от уровня ее напряженного состояния проведены эксперименты на основе разработанной модели взаимодействия рабочих органов с почвой и получены качественные картины распределения изолиний напряжений в различных плоскостях (рнсунок 6) перед вертикальной стойкой толщиной 80 мм и углом заострения 45°. Полученные при этом распределения напряжений перед рабочим органом (рисунок 7) подтверждаются экспериментальным данными, полученными Зелениным А.Н., Кострицыным А.К., Уродовым В.И.

Таким образом, разработанная нами модель позволяет получить картины распределения напряжений в процессе деформации, по которым можно произвести их качественную оценку.

Анализ характера распределения напряжений в продольно-вертикальной плоскости на глубинах 5 и 30 см (рисунок 7) показывает, что на малых глубинах линии спадают более круто, на больших -полого. Такое поведение напряжений объясняется неодинаковостью деформаций почвы в зоне рыхления и в зоне упругих и пластических деформаций, которая порождается различием в характере перемещения частиц в этих зонах. Поэтому определение плотности почвы в процессе ее обработки необходимо производить в совокупности с кинематикой частиц пласта и распределением касательных напряжений в деформируемой зоне.

Г7.

н ^ зо -

20

10

РисунОК б - И Юлии ни напряжений гт/ (Н/см~) перси вертикальном стопкой

\

\\ 1-

у'^о (Г-Пшге

\ ~ - > --

0 100 200 300

I- на глубине 5 см. 2 - па глубине 30 с,и. 3 - жсперименпшльпые Значения /по Зеленину Л.Н.} Рисунок 1 - Характер распределения напряжений в горизонтальной тоскаспш пере/) вертикальной .. пмйкои

Для корпуса плуга распределение напряженки <т, в продольно-вертикальной плоскости имеет неравномерный характер, 1 кшболее

сильное давление приходится на область пласта в нижней части пере лемехом. В верхней части отвала, где угол крошения начинает увели чиваться, также происходит некоторое повышение давления. Тако распределение характерно только в непосредственной близости к ра бочему органу (графики 1, 2, рисунок 8). По мере удаления от рабоче го органа значения давления плавно уменьшаются.

Напряжения сг3 в продольно-вертикальных плоскостях впереди рабочего органа уменьшаются по мере удаления от него по линейному распределению (рисунок 9). А в поперечно-вертикальной плоскости (рисунок 10) изменение напряжений аь по мере удаления от рабочего органа имеет вид ниспадающих экспоненциальных кривых, как и в случае с вертикальной стойкой (см. рисунок 7).

I- перед лемехом 2 - на расстоянии 10 сл< от лемеха. 3- 20 см. 4-30 см. 5-40 см, 6-50 см, 7-60 см Рисунок 8 — Характер распределения напряжений в вертикальной плоскости перед корпусом плуга

Рисунок 9 -Характерраспределения напряжений в продольно-вертикальной плоскости перед корпусом плуга по глубине ( глубина 25 см)

1 - Рабинович А Ш ,2- Виноградов В И. 3-автор. 4 - эпюра горизонтальных см йРх по 1 - глубина 25 см. 2- 15 см. 3-10 см. 4 -5см Виноградову В И.

Рисунок 10 - Характер распределения Рисунок 11 - Эпюры нормальных давчешш напряжений в поперечно-вертикальной на лезвие лемеха

Iноскости перед корпусом плуга по глубине

Увеличение напряжений в нижней части пласта (рисунки 8-10) перед лемехом ведет к деформациям сжатия, к уплотнению почвы и

образованию уплотненного ядра. Степень уплотнения почвенного ядра определяется конструктивными и технологическими параметрами. характеризующими перемещение почвенных частиц относительно рабочей поверхности, и состоянием почвы, а его форма - характером распределения нормальных давлений на лезвии лемеха (рисунок 11).

Сопоставление реальных значений плотности почвы перед корпусом плуга и распределений напряжений в зоне деформации, полученные теоретическим путем, позволило получить эмпирическую зависимость платности почвы от действующих нормальных й касательных напряжений:

Ря+а\п{р+Ькгго(^/), (10)

где р„ - плотность почвы до обработки, кг/м3; го(,ШКV- максимальное значение ротора скоростей в рассматриваемой точке: а, Ь. кт- эмпирические коэффициенты.

Полученное выражение необходимо добавить га систему уравнений (6) динамики среды вместо уравнения сохранения массы:

ди, ди, 5ц си I (др1 . . ____/..ч

—!- + —-и. + —-иг + —-и, = /•. — — + 0 + (1-х.у.:) (.11)

< д! дх ду С2 р\Э/)

р = р0 + а 1а(р+Ък,

Система уравнений (] 1) является уравнением динамики почвенной среды с изменяющейся плотностью в процессе взаимодействия с рабочим органом.

Решение этой системы уравнений с учетом начальных и граничных условий дает картину распределения плотности в процессе деформации и крошения почвы рабочими органами почвообрабатывающих машин (рисунок 12).

Рисунок 12 - Распределение платности перед корпусам п.пса в с:ю<>ол(?по сео'оиколыюи плоскости по по.* с со\л оорау ■.■ I ' см''}

Анализ распределения плотности в деформируемой области позволяет сформулировать требования к геометрии рабочих органов. При этом появляется возможность разрабатывать методику проектирования рабочих органов, обеспечивающую заданные показатели качества выполнения технологического процесса обработки почвы в зависимости от ее состояния.

В пятой главе «Обоснование параметров рабочих органов почвообрабатывающих машин для повышения качества работы» освещены вопросы разработки и совершенствования рабочих органов почвообрабатывающих машин для повышения качества их работы. Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований по обоснованию конструктивных схем и параметров рабочих органов для основной (дисковые и лемешные плуги) и поверхностной обработки (культиваторы, окучники).

Моделирование процесса работы корпуса плуга позволило установить, что давление на почву со стороны рабочего органа (рисунок 8) и на его рабочую поверхность распределяется неравномерно (рисунок 11). Известно, что прилипание частиц почвы происходит на тех участках, где пласт неплотно прилегает к рабочей поверхности и давление на нее уменьшено. Деформация пласта также зависит'от площади его контакта с рабочей поверхностью: чем площадь контакта больше, тем меньше деформация, следовательно, и расход энергии. Поэтому рациональной рабочей поверхностью следует считать такую, которая всей своей площадью соприкасается с пластом и имеет равномерное давление по поверхности контакта.

Для повышения качества рабочей поверхности плуга нами предлагается усовершенствовать известные методы с использованием в качестве направляющей кривую с минимальной энергией деформации и корректировкой графика функции изменения угла наклона образующих з.

Качество кривых линий с минимальной энергией деформации, смоделированных с помощью гибких реек (физических сплайнов), апробировано многолетним опытом конструирования динамических объектов. Гибкая рейка принимает форму с минимальной потенциальной энергией.

Предполагается, что почвенный пласт взаимодействует с такой поверхностью с равномерным давлением по площади контакта и имеет минимальную энергию деформации.

Точная аппрокспмация формы физического сплайна между

опорными точками, кривизна которого меняется линейно с длиной дуги, осуществляется с помощью спирали Корню.

Спираль Корню (клотоида) определяется следующей формулой:

х = а-4л у = а ■ 4л . (12)

о 2 » 2

Для сохранения геометрических макропараметров плуга по прототипу на клотоиде (12) выбран участок, который определяется пропорциями соприкасающегося треугольника направляющей кривой (параболы) прототипа. На клотоиде (12) с параметрами а-4я = 1 такой участок определился при значениях и = [0.4425,0.75].

Корпуса плугов спроектированных по этим параметрам позволили получить более равномерное давление со стороны почвенной среды на рабочую поверхность и уменьшить силу сопротивления на 45%.

К недостаткам корпуса плуга необходимо отнести невозможность регулирования степени крошения пласта. Чтобы сохранить высокую степень крошения в широком диапазоне скоростей движения в различных почвенных условиях, необходимо определенным образом менять параметры отвальной поверхности. Наиболее простым и доступным решением данной проблемы является использование эффекта Баушингера путем установки дополнительного режущего элемента 3 на крыле отвала 2 для изменения траектории перемещения пласта (рисунок 13). Возможность регулирования положения (углов установки) режущего элемента позволяет влиять на процесс оборота пласта и качество крошения для различных типов почвы.

Расчетами по определению значений нормального давления на рабочую поверхность корпуса плуга установлено, что наиболее сильно испытывают давление почвы лемех, грудь отвала и средняя часть крыла отвала. Исходя из условия локализации напряжений, являющегося одним из методов повышения эффективности почвообработки, дополнительные приспособления, позволяющие менять конструктивные и технологические параметры рабочего органа, необходимо устанавливать в зонах с повышенной концентрацией давлений. Для снижения влияния дополнительного приспособления на тяговое сопротивление его необходимо устанавливать на рабочей поверхности отвала, находящейся за пределами вырезаемого пласта.

При взаимодействии почвы с дополнительным режущим элементом с достаточной степенью приближения можно представить, что по его рабочей поверхности перемещаются гипотетические почвенные

глыбы (рисунок 14). Рассмотрев равновесие сил для каждой глыбы, можно определить условие, соответствующее началу сгруживания почвы впереди клина и прекращению движения пласта по поверхности режущего элемента:

(т„р>Г-1-18(Р'+Я), (13)

где <т„р - временное сопротивление почвы сжатию, Па; 0 - угол наклона режущего элемента относительно траекторий движений частиц по поверхности корпуса; 6— угол трения почвы о металл.

1 —лемех. 2 — отвал, 3 —режущий элемент Рисунок 14 — Схема к определению угла

Рисунок 13 - Корпус плуга с дополнительным установки режу щего элемента

режущим элементом

По формуле (13) можно определить предельные положения угла наклона режущего элемента {0тт и 0т&х) для различных почв в зависимости от значений их временного сопротивления и угла трения. Пределы регулирования угла постановки дополнительного режущего элемента относительно траектории перемещения почвы по отвалу, определенные согласно выражению (13), должны составлять: для тяжелосуглинистых почв -1...320, суглинистых 3...270, легкосуглинистых -4...34°, супесчаных 3...270, песчаных 0...300 при дальнейшей корректировке с учетом экономического эффекта от повышения качества обработки почвы.

Для определения влияния положения дополнительного режущего элемента на процесс работы были проведены полевые эксперименты при различных углах его установки. Степень крошения почвы зависит от наличия дополнительного режущего элемента и угла его установки, что позволяет влиять на качество работы плужного корпуса. Степень крошения почвы при установке режущего элемента под углом 20° доходит до 75%, а без дополнительного приспособления составляет всего лишь 40,44%. Эксперименты показали, что установка дополнительных режущих элементов при угле меньше 10° и больше 30° ведет к

резкому возрастанию тягового сопротивления и ухудшению качества обработки почвы (рисунок 15). Поэтому регулирование угла /Т'за этими пределами нецелесообразно.

О 10 20 30 40 Щ

Рисунок 15 - Зависимости степени крошения К, глы бистости Ни птгового сопротивления Я плуга от угла наклона режущего элемента

I - основной диск, 2 - выпуклый дополнительный диск, 3 - стандартный чистик Рисунок 16 - Рабочий орган дискового плуга

Для основной обработки почвы используются также дисковые плуги. Они имеют меньшее удельное сопротивление по сравнению с лемешными плугами, но в процессе работы наблюдается неполный оборот пласта и неправильная его укладка. При моделировании процесса взаимодействия рабочего органа было установлено, что в верхней части диска происходят снижение скоростей частиц и преждевременный отрыв от рабочей поверхности. Это снижает качество оборота пласта и крошения, а стандартный чистик с вогнутой поверхностью увеличивает уровень напряженного состояния и, соответственно, энергозатраты. Для устранения этих недостатков и управления процессом обработки почвы нами обоснована и предложена установка выпуклого дополнительного диска меньшего диаметра в верхней части основного вместо чистиков (рисунок 16). Возможность регулирования дополнительного диска без изменения положения основного позволяет влиять на качество обработки почвы.

В ходе теоретических исследований выявлено, что установка дополнительного рабочего органа в верхней части диска способствует улучшению крошения и перемешивания почвы.

В целях проверки предположения о возможности использования сферического диска в качестве дополнительного приспособления для улучшения работы дискового плуга и повышения качества его работы был и изготовлены дополнительные рабочие органы с выпуклой и вогнутой рабочей поверхностью.

Сравнительные эксперименты подтвердили правильность предположения и теоретических выкладок: лучшее качество крошения почвы получается при установке дополнительного диска с выпуклой рабочей поверхностью. В этом случае степень крошения почвы в среднем на 47% выше по сравнению с рабочим органом, оборудованным вогнутым диском, и в среднем на 57% выше, чем у плуга со стандартным чистиком.

При использовании свободно. вращающегося дополнительного диска уменьшается также удельная нагрузка на рабочий орган. Это связано с тем, что силы трения почвы о рабочую поверхность дополнительного приспособления за счет вращения диска заменяются силами сопротивления качения. Поэтому из условий получения качественной вспашки и уменьшения энергозатрат на ее проведение необходимо отдать предпочтение дополнительному приспособлению в виде свободно вращающегося диска с выпуклой рабочей поверхностью.

Изменение угла атаки дополнительного диска существенно влияет на качество крошения почвы, на оборот пласта и выровненность поверхности поля после вспашки.

Полевые эксперименты показали также, что увеличение угла атаки дополнительного диска с 50 до 70° приводит к увеличению степени крошения К почвы, уменьшению плотности почвы у. Увеличение угла атаки ад на 10° (в диапазоне изменения от 50 до 70°) увеличивает степень крошения почвы разработанным дисковым плугом в среднем на 5-7 %, при этом плотность почвы уменьшается на 7-9%. Дальнейшее увеличение угла атаки дополнительного диска (ад>70°) несколько снижает удельную нагрузку на рабочий орган, однако при таких параметрах регулировки резко снижаются качественные показатели работы плуга. Анализ процесса работы дополнительного диска показывает, что при таком положении он в основном выводится за пределы поднимаемого основным диском пласта и практически не воздействует на почву.

Для повышения качества работы дисковых культиваторов-окучников обосновано и предложено устанавливать дополнительный диск меньшего диаметра в верхней части основного, как у дискового плуга.

При анализе работы дискового окучника, где в отличие от дискового плуга технологические параметры основного рабочего органа неизменны, необходимо выявить влияние регулировок и основного дис-

ка (угла атаки а, угла наклона Р, диаметра Б и радиуса кривизны Я диска) на энергетические показатели и качество работы. При работе культиваторов-окучников существенное значение, кроме крошения почвы, имеют перемещение пласта почвы и его укладка. Проведенные эксперименты выявили, что параметры основного диска существенно влияют на процесс деформации и перемещения почвы.

Согласно графику (рисунок 17), полученному на основе реализации разработанной модели, силы сопротивления почвы имеют определенный минимум при радиусе кривизны диска 800... 1000 мм. С учетом этого соотношение радиуса кривизны диска и его диаметра (Я/О) должно быть в пределах 1,57...1,96. Необходимо отметить, что это соотношение справедливо только для определенного угла атаки а и диаметра И диска. В нашем случае а=20°, £>=510 мм.

Для выбора параметров рабочего органа, оказывающего наименьшее воздействие на область залегания клубней, нами были проведены теоретические эксперименты по изучению площади и ширины зоны деформации 1д почвы рабочими органами с различными конструктивными и технологическими параметрами. Минимальное воздействие рабочего органа на зону залегания клубней достигается при углах наклона /? в пределах -10...10° и радиусе кривизны Я = 800...1000 мм (рисунок 18).

Л кН

Г—S-Н _

я.

АМ7

к

0 400 00 600 7 ю всо S » ¡ООО 1 '00 Rjum

цосв

Рисунок 17 - Зависимости сил сопротивления от радиуса кривизны диска

400 500 600 700 800 800 1000 <100 1 200Ji.iv

Рисунок 18 - Зависимость ширины зоны деформации 1д от радиуса кривизны диска

На основе проведенного анализа можно сделать вывод, что в целях снижения энергозатрат на выполнение операции по обработке почвы, уменьшения воздействия на корневую систему дисковым культиватором-окучником и улучшения перемешивания почвы необходимо использовать следующие параметры рабочих органов: угол атаки а=20°, угол наклона ß= -10°... 10°, диаметр диска D=510 мм, соотношение радиуса кривизны и диаметра R/D = 1,57...1,76, радиус диска

800...900 мм.

Среди всего многообразия рабочих органов почвообрабатывающих машин стрельчатые лапы находят наибольшее применение. Однако качество выполнения ими технологических операций не всегда соответствуют агротехническим требованиям.

В результате моделирования процесса взаимодействия стрельчатой лапы с почвенной средой установлено, что основное расклинивание пласта на два потока происходит под действием груди лапы. Расщепленный на два потока разрыхленный пласт при подъеме по рабочей плоскости смещается в сторону от оси лапы. Некоторая часть почвы поднимается на стойку лапы и встречает на своем пути переднюю грань стойки, изменяет свое направление движения и отбрасывается в сторону. После прохода лапы за стойкой образуется бороздка, размеры которой зависят от скорости и глубины обработки. Экспериментально установлено, что при увеличении скорости до 5-6 км/ч и глубины обработки до 6-8 см разброс почвы увеличивается, и дно борозды оголяется.

Для устранения этих недостатков и повышения качества работы стрельчатых рабочих органов нами обосновано и предложено устанавливать на рабочей поверхности лапы с обеих сторон регулируемые направители (рисунок 21). Они располагаются на нижних слоях почвы и ориентируют находящуюся здесь влажную почву за стойку. Культиваторы со стрельчатыми рабочими органами, имеющие такие направители, обеспечивают более выровненную поверхность поля.

В целях обоснования параметров предлагаемого рабочего органа и проверки теоретических предпосылок были проведены эксперименты при различных углах установки направителей Ду к направлению движения. На рисунке 19 показан разрез профиля поверхности почвы после прохода лапы. При углах установки направителей Ду в пределах 0-20° профиль поверхности поля становится более выровненным по сравнению с профилем после стандартного рабочего органа без дополнительных приспособлений. Глубина бороздки после прохода стандартной лапы составляет 3 см, а при установке дополнительных открылков под углом Ду = 0 - 20° снижается на 18 - 40%.

Однако дальнейшее увеличение угла установки направителей ведет к увеличению как глубины бороздки, так и отброса почвы рабочим органом в стороны (рисунок 19). Это происходит за счет сгруживания почвы перед лапой. Поэтому угол установки дополнительных направителей должен регулироваться в пределах 0...200.

Установка дополнительных приспособлений на рабочие органы культиватора-плоскореза позволила довести степень крошения почвы до 88%, что на 44% больше по сравнению с традиционными рабочими органами (К=62%).

Предлагаемое устройство для рабочих органов лапового типа (рабочие органы культиваторов, культиваторов-плоскорезов и сошники сеялок) позволяет влиять на процессы крошения, перемещения и перемешивания почвы в зависимости от состояния почвы. Возможность регулировок дополнительных открылок позволяет добиться направленного перемещения влажных нижних слоев почвы на дно борозды и получения выровненного профиля поверхности обрабатываемой почвы. Для лаповых сошников зерновых сеялок установка дополнительных открылок способствует закрытию семян влажными нижними слоями почвы.

Рабочие органы такого типа изготавливаются ЗАО ИПП "Тех-артком" (г. Челябинск) для установки на почвообрабатывающе-посевных агрегатах типа ППА-5,4,ППА-7,2, ППА-14,7.

Реализация модели процесса взаимодействия рабочих органов с почвой позволила кроме вышесказанного определить характерные зоны начала крошения и перемешивания почвы. Значение скоростей частиц У, которые в свою очередь определяют значения чисел подобия в этих зонах, можно принять за критические - Уч» при которых начи- , нается крошение почвы к перемешивание образовавшихся комочков. Согласно критериальному уравнению (9) они определятся как

У*< = Яе-у,,/!,, (14)

где 1'п - вязкость почвы.

05)

Критическая скорость ^ определяет характер разрушения почвы. Если скорость движения почвы меньше критической скорости, то у реж\щеи кромки клина успевают развиться пластические деформации

почвы. Если скорость движения почвенных частиц равна или больше критической скорости, то происходит хрупкое разрушение. В соответствии со значением ^ можно установить необходимые конструктивные параметры рабочих органов для получения требуемого качества крошения почвы в зависимости от ее состояния.

Критическая скорость KT позволяет на основе метода подобия оценить для исходного состояния почвы (влажности, вязкости, плотности и т д.) возможность перемешивания почвы перед рабочим органом и установить рациональные параметры его регулировок. Поэтому значения К? и V*e приняты в качестве критериев оценки процесса крошения и перемешивания почвы в зависимости от ее исходного состояния и характера взаимодействия с рабочим органом.

В таблице 1 представлены значения критических скоростей по перемешиванию и крошению, вычисленных по этим формулам для различных типов почв в зависимости от ее влажности. Физико-механические свойства почвы приняты по данным Кушнарева A.C.

Таблица 1 Критические значения скоростей частиц почвы по перемешиванию и крошению

Тип почвы Влажность, % Вязкость, см2/с Упругость Е, кПа T/Re Укр ,М/С Укр , м/с

77 698 80250 3,70 2,58

Легкосугли- 97 711 33470 3,77 1,67

нистая 119 937 22540 4,97 1,37

13 9 489 6060 2,59 0,71

9.9 677 79630 3,59 2,58

12 845 51860 4,48 2,08

Среднесугли- 14.7 897 34420 4,49 1,69

нистая 16 8 925 24630 4,90 1,43

18 5 453 5440 2,40 0,67

По полученным данным и значениям скоростей перемещения частиц почвы перед рабочим органом построена номограмма для определения рациональной установки дополнительного диска (рисунок 20). Номограмму можно условно разделить на три зоны: С, Я и I. Нижняя зона, ограниченная сверху линией к-к, соответствует зоне пластических деформаций почвы. При обработке почвы с такими кинематическими параметрами перемещения частиц будут образовываться крупные глыбы. При кинематических параметрах почвы, соответствующих зоне Н (ограничена линиями к-к и р-р), в процессе обработки она рассыпается на относительно мелкие почвенные агрегаты (комки), и качество будет соответствовать агротехническим требованиям. Обработка почвы в зоне / приведет, кроме дополни-

тельного крошения, к перемешиванию частиц и комков почвы. В этом случае получается высокая степень крошения почвы. Такая обработка почвы необходима при формировании гребней под посадку картофеля и при уходе за ним.

По номограмме можно подобрать рациональный угол наклона дополнительного диска рд и скорость движения агрегата Ур. Для этого по влажности м> для конкретного типа почвы необходимо определить критическую скорость частиц по перемешиванию (V*) или по крошению (линия 1-2), затем скорость перемещения частиц относительно рабочего оргаИа (линия 2-3) и по ней - нужный угол наклона дополнительного диска рд (линия 3-4). Так, для лучшего перемешивания темно-каштановой легкосуглинистой почвы при влажности 13% необходима установка дополнительного диска под углом наклона -7° при скорости агрегата 2 м/с или под углом 8° при У= 3 м/с.

По такой же методике были получены номограммы для определения

Рисунок 20 - Номограмма выбора угла наклона дополнительного диска культиватора-окучника а - легкосуглинистая почва, б - тяжелосуглинистая почва

Таким образом, на основе данных исходного состояния почвы в момент обработки и значений критических скоростей появляется возмож-

ность выбора рациональных параметров регулирования рабочих органов для получения требуемых показателей качества выполнения технологического процесса обработки почвы.

В шестой главе «Внедрение результатов исследований и их технико-экономическая оценка» приводятся технические характеристики разработанных машин, сведения об их внедрении в производство, результаты производственных испытаний на примере дискового культиватора-окучника и оцецка экономической эффективности разработанных почвообрабатывающих машин.

Комбинированный почвообрабатывающий посевной агрегат с централизованной системой высева ППА-5,4 предназначен для обработки пара, предпосевной обработки почвы и полосового разбросного посева зерновых и зернобобовых культур с одновременным прикаты-ванием и мульчированием почвы после посева на отвальных и стерневых фонах при влажности почвы до 25% и твердости ее в слое 0-10 см до 0,35 МПа. На рисунке 21 представлена секция рабочего органа ППА-5.4.

С целью широкого изучения эффективности применения разработанных дисковых культиваторов-окучников (рисунок 22) были проведены производственные испытания в ряде хозяйств Республики Башкортостан.

В ходе испытаний определялись основные характеристики греб-необразования - высота, площадь поперечного сечения и поперечный профиль. В качестве основного показателя для сравнения результатов были приняты урожайность, примеси комков почвы в бункере комбайна, количество ободранных и резаных клубней, густота стояния растений на квадратном метре.

Дополнительно измерялись количество сорняков на квадратном метре, высота ботвы, кустистость, количество клубней в гнезде, количество всходов и влажность почвы в горизонте 0 - 30 см в различных фазах роста растений: в период посадки, в момент появления дружных всходов, в момент смыкания ботвы и перед уборкой.

Качество работы окучника по формированию профиля гребня оценивалось с помощью координатора на основе показателей гребня: формы поперечного профиля, высоты гребня, площади поперечного сечения 8Ф и глубины залегания клубней.

После обработки разработанным дисковым орудием высота гребней больше в среднем на 1,2 см, площадь поперечного сечения гребня больше на 162,5 см2, Глубина залегания клубней на опытном \частке

составила в среднем 15,4 см, на контрольном -14,9 см.

После прохода окучника с дополнительными дисками гребни получаются мелкокомковатыми с ровным профилем, а без дополнительных дисков - глыбистыми и с неровным профилем.

Полученные данные свидетельствуют, что дисковый окучник с дополнительными дисками лучше крошит почву, увеличивает площадь поперечного профиля гребня, тем самым создает благоприятные условия для развития клубней. Об этом свидетельствует промежуточный контроль посадок картофеля, где оценивались густота появления всходов, высота ботвы, кустистость, размеры клубней и количество клубней на одно гнездо. На участке, где применялись дополнительные диски, всхожесть растений в среднем на 12,4 тыс. шт./га больше, чем на контрольном.

Разработанный окучник обеспечивает сохранение влаги в гребнях, создавая благоприятные условия для развития растений, особенно в засушливые годы.

I - рабочий орган, 2 - направитель Рисунок 21 - Рабочая секция ППА-5,4

1 - основной диск; 2 - дополнительный диск Рисунок 22 - Культиватор-окучник КНО-2 8 с дополнительными дисками

В процессе работы экспериментального окучника было установлено, что дополнительные диски, вращаясь, счесывают с верхушек гребней сорную растительность. Это в целом привело к снижению сорняков на экспериментальном участке в момент смыкания ботвы на 6% (с 77,5 до 73 шт./м2), а перед уборкой на 20% (со 104,5 до 87 шт./м2).

Применение культиватора-окучника КНО-2,8 с дополнительными дисками позволило повысить урожайность картофеля с 137,7 до 149,6 ц/га, т.е. на 8,6%. Экономический эффект от получения дополнительной продукции составил 5500 руб./га.

За счет лучшего крошения почвы дополнительными дисками содержание почвенных примесей в бункере картофелеуборочного комбайна снизилось с 25,5 до 22,1% от общей массы. Снижение примесей почвы составляет 15% За счет рыхлой структуры почвы в гребнях снизилось тяговое сопротивление картофелеуборочного комбайна, что привело к снижению расхода топлива на 6% по сравнению с контрольным участком.

Сравнительная экономическая эффективность плугов и культиваторов-плоскорезов с усовершенствованными рабочими органами рассчитана из условия влияния качества обработки почвы на урожайность сельхозкультур с учетом увеличения эксплуатационных затрат за счет повышения тягового сопротивления по сравнению с серийными орудиями. Границы экономической эффективности внедрения усовершенствованных рабочих органов корпуса плуга при возделывании картофеля на выщелоченном среднесуглинистом черноземе определяются при углах установки дополнительных режущих элементов 10° и 25° ко дну борозды, а для усовершенствованного рабочего органа культиватора-плоскореза - при углах установки дополнительных на-правителей 0 и 14° к направлению движения.

Выводы и рекомендации

1. Определены основные положения разработки и совершенствования рабочих органов почвообрабатывающих машин, которые предусматривают уточнение модели процесса их взаимодействия с почвой на основе учета ее многофазной структуры и изменяющихся свойств для обеспечения заданного уровня показателей качества выполнения технологического процесса ее обработки.

2. Разработана математическая модель взаимодействия рабочих органов с почвой с учетом ее многофазной структуры и изменения плотности в процессе деформации. Установлены начальные условия функционирования модели, связанные с физико-механическими свойствами почвенной среды, и граничные условия, связанные с конструктивными параметрами рабочих органов и технологическими параметрами процесса обработки. Предложено численное решение разработанной модели на основе реализации конечно-разностного метода.

3. Установлены на основе решения математической модели зако- . номерности взаимодействия рабочих органов с почвой, напряженно-деформированного состояния обрабатываемого пласта, объемного распределения напряжений и движения почвы по рабочей поверхно-

сти, которые позволяют определить силы, действующие на рабочие органы и качественные показатели их работы, обеспечивающие возможность обоснования рациональных конструктивных и технологических параметров рабочих органов.

4. Установлены критерии оценки модели процесса взаимодействия рабочих органов с почвой, связывающие исходное состояние почвы с требуемыми агротехническими и энергетическими показателями работы, и на их основе построены номограммы по выбору технологических параметров рабочих органов для конкретного состояния почвы. Получена логарифмическая зависимость (10) влияния характера распределения нормальных и касательных напряжений, возникающих в процессе деформации почвы, на изменение ее плотности.

5. Обоснованы и получены уравнения состояния (6) и разработана модель процесса взаимодействия рабочих органов с почвой (11), учитывающая влияние ее напряженно-деформированного состояния на агротехнические и энергетические показатели обработки почвы. Обоснованы условия использования методов подобия и размерностей применительно к технологическим процессам обработки почвы и получены необходимые критерии подобия (11). Установлены достаточные условия подобия, заключающиеся в равенстве геометрических параметров трехмерной модели рабочего органа и натурного образца, а также скорости их движения.

6. Обоснованы по результатам теоретических и экспериментальных исследований конструктивные параметры рабочих органов, позволяющие повысить качество основной обработки почвы:

- корпус плуга с дополнительным регулируемым режущим элементом в верхней части отвала (патент №56106 РФ), устанавливаемый за пределами вырезаемого пласта почвы (расстояние от бороздного обреза до режущего элемента должно быть равно ширине захвата корпуса, высота установки - должна быть равной средней глубине обработки). Регулирование положения дополнительного режущего элемента позволяет получить требуемое качество обработки почвы. Изменение угла установки дополнительного режущего элемента на 5° ведет к изменению степени крошения в среднем на 8... 10%, плотности почвы на 7...8%. Обосновано, что при проектировании рабочей поверхности корпуса плуга возможно использование в качестве направляющей кривой участка клотоиды, с определенными параметрами.

- рабочий орган дискового плуга с дополнительным выпуклым

диском в верхней части основного диска (патент №2102890 РФ). Увеличение угла атаки дополнительного диска с 50 до 70° приводит к увеличению степени крошения почвы, уменьшению ее плотности. Увеличение угла атаки ад на 10° (в диапазоне изменения ад от 50° до 70°) увеличивает степень крошения почвы дисковым плугом в среднем на 5...7 %, при этом плотность почвы уменьшается на 1...9% при незначительном увеличении тягового сопротивления.

7. Обоснованы по результатам-теоретических и экспериментальных исследований конструктивные параметры рабочих органов обеспечивающие заданные показатели качества поверхностной обработки почвы:

- рабочий орган дискового культиватора-окучника с дополнительным выпуклым диском в верхней части основного диска (патент №2102890 РФ). Установлены параметры основного рабочего органа: угол атаки а=20°, угол наклона Р = -10°. ..+10°, диаметр диска 0=510 мм, соотношение радиуса кривизны и диаметра 11/0= 1,57... 1,76, радиус кривизны диска Я= 800...900 мм. Выбор угла наклона дополнительного диска производится по разработанной номограмме в зависимости от типа и влажности почвы в период обработки;

- рабочие органы стрельчатого типа с установленными на рабочей поверхности регулируемыми направителями (патенты №48691 РФ, №53100 РФ). Глубина бороздки, образуемая после прохода рабочего органа, при установке дополнительных направителей под углом 0° к направлению движения снижается на 15...20%, а при установке под углом 10°-до 30%.

8. Установлены на основе экспериментальных данных агротехнические показатели работы почвообрабатывающих машин с усовершенствованными рабочими органами:

- при вспашке дисковыми плугами: степень крошения достигает 80%, плотность почвы -1,16 г/см3, высота гребней - 45 мм;

- при вспашке отвальными плугами: степень крошения достигает 85%, глыбистость -6,7%, высота гребней - не более 45 мм;

- при плоскорезной обработке культиваторами-плоскорезами: степень крошения достигает 88%, исключается образование крупных глыб и щелей за стойкой рабочего органа;

- при окучивании картофеля дисковым культиватором-окучником увеличивается площадь поперечного профиля гребня в среднем на 162,5 см", обеспечивается сохранение влаги в гребнях, снижается количество сорняков до 20%. За счет лучшего крошения почвы дополни-

тельным к дисками содержание почвенных примесей в бункере картофелеуборочного комбайна снизилось на 15%. При этом за счет рыхлой структуры почвы в гребнях снижается тяговое сопротивление картофелеуборочного комбайна, что приводит к снижению расхода топлива на 6%.

9. Результаты выполненных исследований и предложенных технических решений внедрены в ЗАО ИПП «Техартком», ОАО «Стерлита-макское РТП», ООО «Варнаагромаш» и в сельскохозяйственных предприятиях Республики Башкортостан. Экономический эффект от внедрения дискового культиватора-окучника при возделывании картофеля составляет 5500 руб./га. Внедрение плуга с усовершенствованным корпусом при возделывании картофеля обеспечивает экономический эффект в сумме до 600 руб/га при установке режущих элементов под углом 10...25° ко дну борозды, культиватора-плоскореза с усовершенствованным рабочим органом - до 900 руб./га при установке направи-телей под углом 0...14 к направлению движения.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах

1.Мударисов С.Г. Исследование усовершенствованного дискового рабочего органа // Совершенствование конструкции, методов эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники: Сб.науч.тр. - Уфа, 1995, с.9-14.

2. Мударисов С.Г. Универсальный дисковый / Иофинов А.П., Му-дарисов С.Г. //Сельские узоры, 1993, №5-6, с.18.

3. Мударисов С.Г. Анализ взаимодействия дискового рабочего органа с почвой / Иофинов А.П., Мударисов С.Г. // Совершенствование конструкции, методов эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники: Сб. науч. тр. -Уфа, 1995, с. 15-18.

4. Мударисов С.Г. Диск продолжает совершенствоваться // Сельские узоры, 1995, №3, с.9.

5. Мударисов С.Г. Дисковое почвообрабатывающее орудие /Мударисов С.Г., Вахитов Н.У. // Информационный листок. -Уфа: РНТИК «Баштехинформ», 1996, №11.

6. Мударисов С.Г. Проверка соответствия модели сплошной деформируемой среды реальному процессу вспашки /Мударисов С.Г., Хабибуллин И.Ф. // Материалы регион, науч.-практ. конференции молодых ученых и специалистов «Проблемы агропромышленного комплекса на Южном Урале и Поволжье». -Уфа: Башкирский ГАУ, 1997, с.54-57.

7. Патент на изобретение № 2102890 РФ, А 01 В 13/02. Дисковое почвообрабатывающее орудие / Иофинов А.П., Мударисов С.Г. (Россия). -№ 94027047/13; Заявлено 18.07.1994; Опубл. 20.01.1998. Бюл. № 2.

8. Мударисов С.Г. Совершенствование конструкции дисковых орудий // Материалы междунар. науч.-практ.конф., посвящ. памяти акад. В.П. Горячкина: Докл.и тез. Т.1. -М., 1998, с. 123-126.

9. Мударисов С.Г. Проблемы управления качеством сельскохозяйственной техники / Иофинов А.П., Баширов P.M., Баширов Рив М. Камалетдинов P.P., Мударисов С.Г. и др., -Уфа: Гилем, 1999. -158 с.

10. Мударисов С.Г. Направление развития почвообрабатывающих машин на современном этапе / Рахимов P.C., Мударисов С.Г., Рахимов З.С. // Материалы междунар. науч.-практ. конф. «Проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса регионов России». - Уфа, 2002, с.262-268.

11. Мударисов С.Г. Обоснование конструкции модульной стерневой сеялки-культиватора / Мударисов С.Г., Рахимов З.С., Султанов Ш.М. // Материалы междунар. науч.-практ. конф. «Перспективы развития производства продовольственных ресурсов и рынка продуктов питания». - Уфа, 2002, с.299-302.

12. Мударисов С.Г. Защита почв от эрозии и современные почвообрабатывающие машины в системе адаптивно-ландшафтного земледелия Башкортостана / Сираев М.Г., Рахимов P.C., Файрушин Д.З., Мударисов С.Г., Давлетшин М.М., и др. -Уфа: изд-во БГАУ, 2002. - 86 с.

13. Мударисов С.Г. Предпосылки создания модульной сеялки-культиватора / Мударисов С.Г., Султанов Ш.М. // Материалы XLII на-уч.-техн. конф.Ч.2 / Челяб. гос. агроинж. ун-т. -Челябинск, 2003, с.264-267.

14. Разработка и внедрение опытного образца почвообрабатывающего агрегата для предпосевной обработки и посева зерновых культур по отвальному и стерневому фонам / Бледных В.В., Рахимов P.C., Хлызов Н.Т., Рахимов З.С., Мударисов С.Г. и др // Научный отчет. №ГР 01.20.00.315110. -Челябинск, 2003. Х/д № 5.03.

15. Разработка комбинированного почвообрабатывающего агрегата для предпосевной обработки и посева зерновых культур по отвальному и стерневому фонам / Бледных В.В., Рахимов P.C., Хлызов Н.Т., Рахимов З.С., Мударисов С.Г. и др. // Научный отчет. № ГР 01.20.00.0101485. -Челябинск, 2004. Х/д № 9.04.

16. Мударисов С.Г. Создание рабочих органов на основе управления качеством обработки почвы // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2005, №5, с.36-37.

17. Мударисов С.Г. Основные принципы построения модели разрушения почвенной среды /Капов С.Н., Мударисов С.Г. // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2005, №6, с.30-32.

18. Мударисов С.Г. Моделирование процесса взаимодействия рабочих органов с почвой // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2005, №7, с.27-30.

19. Мударисов С.Г. Моделирование воздействия рабочих органов на почву // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2005, №5, с.8-11.

20. Мударисов С.Г. Принципы разработки адаптирующихся рабочих органов почвообрабатывающих машин // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2005, №6, с. 10-11.

21. Мударисов С.Г. Стрельчатая лапа отрывает борозду // Сельский механизатор, 2005, №6, с. 12.

22. Мударисов С.Г. Рабочие органы меняют лицо / Мударисов С.Г., Разбежкин Н.И. // Сельский механизатор, 2005, №6, с.36.

23. Мударисов С.Г. Дисковые орудия с адаптирующимися рабочими органами // Картофель и овощи, 2005, №4, с.30-31.

24. Мударисов С.Г. Культиватор-окучник с дополнительными дисками // Земледелие, 2005, №4, с. 38-39.

25. Мударисов С.Г. Моделирование процесса взаимодействия рабочих органов с почвой / Мударисов С.Г., Разбежкин Н.И. // Сб. статей науч.-практ. конф. «Наука и образование аграрному производству». - Екатеринбург: Уральская ГСХА, 2005, с.96-101.

26. Мударисов С.Г. Моделирование процесса взаимодействия плужного корпуса с почвой // Сб. статей науч.-практ. конф. «Вузовская наука — сельскому хозяйству». - Барнаул: Алтайский ГАУ, 2005, с.121-125.

27. Мударисов С.Г. Моделирование процесса работы плужного корпуса /Мударисов С.Г., Разбежкин Н.И. // Сб. статей междунар. науч.-практ. конф. «Основные итоги и приоритеты научного обеспечения АПК Евро-Северо-Востока». - Киров: ГУ НИИСХ Северо-Востока, 2005, с. 145-149.

28. Патент на полезную модель 48691 РФ, А 01 С 7/20. Лаповый сошник / C.B. Стоян, С.Г. Мударисов, P.C. Рахимов, С.П. Алабугин, З.С. Рахимов, И.Р. Рахимов, Н.И. Разбежкин (Россия). - №

2005118506/22; Заявлено 14.06.2005; Опубл. 10.11.2005, Бюл. № 31.

29. Патент на полезную модель 53100 РФ, А01В 35/26. Рабочий орган плоскореза-рыхлителя / C.B. Стоян, С.Г. Мударисов, P.C. Рахимов, С.П. Алабугин, З.С. Рахимов, И.Р. Рахимов, Н.И. Разбежкин (Россия). -№ 2005118505/22; Заявлено 14.06.2005. Опубл. 10.05.2006 Бюл. №13.

30. Патент на полезную модель 56106 РФ, А01В 15/08. Корпус плуга / C.B. Стоян, С.Г. Мударисов, P.C. Рахимов, С.П. Алабугин, З.С. Рахимов, И.Р. Рахимов, Н.И. Разбежкин, Ш.М.Султанов (Россия). -№ 2006104151/22; Заявлено 10.02.2006. Опубл. 10.09.2006 Бюл №25.

31.Мударисов С.Г. Аналитическая оценка реологической модели почвы с целью повышения качества обработки: Монография. -Уфа: изд-во БашГАУ, 2006. -140 с.

32. Мударисов С.Г. Моделирование процесса износа корпуса плуга / Мударисов С.Г., Рахимов И.Р., Разбежкин Н.И. // Достижения науки и техники АПК, 2006, №5, с.42-43.

33. Мударисов С.Г. Обоснование рабочей поверхности стрельчатой лапы с изменяемыми параметрами / Мударисов С.Г., Султанов Ш.М. // Достижения науки и техники АПК, 2006, №8, с.35-37.

34. Мударисов С.Г. Исследование распределения напряжений в почве при взаимодействии с рабочими органами почвообрабатывающих машин / Мударисов С.Г., Ямалетдинов М.М. // Материалы Всероссийской конференции, посвященной 75-летию со дня открытия Чувашской ГСХА. Чебоксары: ЧГСХА, 2006. -С.477-479.

35.Мударисов С.Г. Моделирование рабочей поверхности плуга / Муфтеев В.Г., Мударисов С.Г., Марданов А.Р. // Материалы Всероссийской конференции, посвященной 75-летию со дня открытия Чувашской ГСХА. Чебоксары: ЧГСХА, 2006. -С.479-482.

Подписано к печати 22 12.2006 г Формат 64*84/16. Усл. изд л 2,0. . Заказ 223 Тираж 100 экз.

Типография ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Физико-технологические свойства почв.

1.2 Классификация почвообрабатывающих машин и их сравнительный анализ.

1.3 Методы повышения эффективности обработки почвы.

1.4 Проблемы управления качеством обработки почвы.

1.5 Постановка проблемы, цель и задачи исследований.

2 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ НА ПОЧВУ.

2.1 Почва как объект воздействия рабочих органов почвообрабатывающих машин.

2.2 Общая схема модели механики деформации и разрушения почвенной среды и критерии ее оценки.

2.2.1 Основные принципы построения модели почвенной среды

2.2.2 Структурная схема модели деформации и разрушения почвенной среды.

2.2.3 Критерии оценки функционирования модели

2.3 Общие аспекты механики почвенной среды.

2.3.1 Напряженно-деформированное состояние почвы.

2.3.2 Перемещения и деформации почвенных элементов.

Выводы по главе.

3 МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

РАБОЧИХ ОРГАНОВ С ПОЧВОЙ.

3.1 Физический процесс деформации и разрушения почвы.

3.2 Реологическая модель почвенной среды.

3.2.1 Определение начальных и граничных условий реологической модели.

3.2.2 Многофазность почвенной среды.

3.2.3 Изменение плотности почвенной среды.

3.3 Реализация реологического уравнения почвенной среды.

3.4 Обоснование применения методов подобия и размерностей при моделировании процесса обработки почвы.

3.5 Физическая интерпретация критериев подобия применительно к почвообработке

Выводы по главе.

4 ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВЕННОЙ СРЕДЫ В ПРОЦЕССЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ МАШИ.

4.1 Деформация и крошение почвы в сельскохозяйственной практике

4.2 Оценка изменения плотности почвы при воздействии нагрузки.

4.3 Распределение напряжений в почве при воздействии рабочих органов.

4.4 Распределение напряжений на поверхности рабочих органов.

4.5 Оценка изменения плотности почвы по расчетному распределению напряжений.

Выводы по главе.

5 ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ МАШИН ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА РАБОТЫ.

5.1 Обоснование параметров рабочих органов почвообрабатывающих машин для основной обработки почвы.

5.1.1 Обоснование параметров рабочих органов лемешных плугов

5.1.2 Обоснование параметров рабочих органов дисковых плугов.

5.1.3 Исследование агротехнических показателей работы дискового плуга.

5.2 Обоснование параметров рабочих органов почвообрабатывающих машин для поверхностной обработки.

5.2.1 Обоснование параметров рабочих органов дискового культиватора.

5.2.2 Обеспечение заданного уровня показателей качества обработки почвы.

5.3 Обоснование параметров стрельчатых рабочих органов

Выводы по главе.

6 ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА.

6.1 Разработанные машины, их характеристики, внедрение и эффективность.

6.2 Рекомендуемая методика разработки и создания новых почвообрабатывающих машин.

6.3 Экономическая эффективность использования разработанных машин.

Получение высоких и стабильных урожаев выращиваемых культур является первостепенной задачей сельскохозяйственного производства. Общая мировая тенденция производства продуктов питания показывает, что прирост продовольственных ресурсов происходит за счет интенсификации земледелия и повышения плодородия почв.

Одним из способов повышения урожайности сельскохозяйственных культур является внедрение новых, научно обоснованных технологий обработки почвы с использованием высокопроизводительной универсальной почвообрабатывающей техники с рабочими органами, обеспечивающими заданные показатели качества выполнения технологического процесса. При этом основной целью агротехнических мероприятий является создание условий для сохранения и повышения продуктивности почвы как важнейшего компонента экосистемы «почва - растение - воздух». Этой же цели служит механическая обработка почвы как основное средство изменения ее свойств и достижения с точки зрения агротехники качества выполнения технологических операций, при которых получается максимальный эффект - урожайность.

Качество выполнения технологического процесса обработки зависит от типа и физико-механических свойств почвы, рельефа поля, типа и параметров рабочих органов. Свойства почвы изменяются в зависимости от погодных условий, смены культур севооборота, внесения в почву минеральных и органических удобрений и т.д. Эти изменения также влияют на показатели качества выполнения технологического процесса обработки почвы.

Следствием изменения свойств почвы на различных участках поля и во времени является широкое варьирование показателей качества выполнения технологических операций почвообработки. Исследованиями Подскребко М.Д. [193] установлено, что при основной обработке почвы плугами общего назначения в период ее физической спелости в среднем 20% обработанной площади поля удовлетворяют требованиям агротехники по степени крошения.

Для достижения показателей качества, удовлетворяющих агротехническим требованиям по всему полю, конструктивные параметры рабочих органов почвообрабатывающих машин должны обеспечивать возможность изменения степени воздействия на почву и управления процессом работы.

В комплексе работ, направленных на решение задач повышения качества обработки почвы, большое значение имеют теоретические исследования технологических процессов обработки почвы рабочими органами. Именно от степени соответствия рабочих органов их назначению зависят качество работы машин, их производительность и энергоемкость процесса. Благодаря созданию теоретической модели процесса взаимодействия рабочих органов с почвой обеспечивается возможность разработки направлений совершенствования и обоснования конструктивных параметров рабочих органов и устройств для достижения требуемых показателей качества выполнения технологического процесса в зависимости от исходного состояния почвы.

Важным условием развития теории почвообработки являются фундаментальные исследования процессов взаимодействия рабочих органов и орудий с почвой. Следует признать приоритетным направлением изыскание и определение закономерностей деформации, разрушения и перемещения почвы. В результате исследований последних лет стало очевидным, что физическое понимание и математическое описание деформации и разрушения почвы открывают перспективы создания математических, технологических и других моделей теории почвообработки. Первостепенное значение при этом имеет описание процесса воздействия рабочих органов на почву, а также разрушения, перемещения и перемешивания структур почвенной среды.

Реальная почва представляет собой дисперсную среду, состоящую из твердой, жидкой и газообразной фаз. В зависимости от их соотношений почва может иметь свойства вязких, пластичных, упругих и хрупких тел. От свойств почвы и способа воздействия рабочего органа зависит вид напряженно-деформированного состояния. Отсюда вытекает задача создания такого напряженно-деформированного состояния почвы, при котором реализовывалось бы качественное выполнение технологических операций обработки почвы с минимальными затратами. Комплекс таких задач может быть решен при совместном использовании достижений в смежных областях науки: физики почв, механики разрушения тел, гидромеханики и т.д. При этом появляется возможность определять общность и различие подходов к проблеме разработки основных принципов построения модели разрушения почвы, ее физико-механических и математических основ. В связи с этим повышение качества обработки почвы путем совершенствования рабочих органов машин на основе моделирования технологического процесса является актуальной проблемой, составляющей основу данного исследования.

Цель работы: Обеспечить заданный уровень показателей качества выполнения технологического процесса обработки почвы путем совершенствования и обоснования параметров рабочих органов машин на основе моделирования процесса их взаимодействия с почвой с учетом изменяющихся ее свойств.

Объектом исследования служит технологический процесс взаимодействия рабочих органов почвообрабатывающих машин с почвой.

Предмет исследования состоит в выявлении закономерностей влияния конструктивных и технологических параметров рабочих органов почвообрабатывающих машин на показатели качества выполнения технологического процесса обработки почвы.

Научная новизна исследований состоит в том, что разработана общая схема модели процесса воздействия рабочих органов на почву с учетом ее многофазной структуры и изменения свойств в процессе деформации; обоснованы критерии оценки и получены аналитические зависимости для определения конструктивных параметров рабочих органов, которые позволяют обеспечить заданные показатели качества выполнения технологического процесса обработки почвы; разработана модель процесса воздействия рабочих органов на почву в виде системы уравнений состояния и изменения плотности почвенного пласта в процессе обработки; разработана адаптированная к задачам почвообработки реализация конечно-разностного метода, позволяющая моделировать и визуализировать процесс деформации и перемещения почвы, а также исследовать явления, происходящие внутри массива; установлены характеры изменения и распределения напряжений в почве, в процессе воздействия на нее различными типами рабочих органов и движения почвы по рабочей поверхности; установлены зависимости изменения плотности почвы от уровня ее напряженного состояния, характеризующие процесс уплотнения и рыхления почвы рабочими органами в процессе обработки; впервые разработаны рабочие органы к орудиям для основной и поверхностной обработки, позволяющие получить требуемые показатели качества выполнения технологического процесса в зависимости от состояния почвы; разработаны методы расчета рациональных параметров рабочих органов для получения заданных показателей качества выполнения технологического процесса обработки почвы в зависимости от ее исходного состояния.

Новизна технических решений защищена одним патентом на изобретение и тремя патентами на полезную модель.

Практическая ценность работы и исследований состоит в разработке методики расчета на ЭВМ энергетических и агротехнических показателей процесса взаимодействия рабочих органов с почвой, которая выступает как составная часть САПР почвообрабатывающих машин и позволяет на стадии проектирования обосновать параметры рабочих органов для обеспечения заданных показателей качества выполнения технологического процесса обработки почвы в зависимости от ее состояния. Такие рабочие органы способствуют повышению агротехнических и энергетических показателей работы по сравнению с серийными орудиями, качества обработки почвы и увеличению урожайности возделываемых культур.

Реализация научно-технических результатов. На основе исследований составлены исходные требования и технические задания на разработку и создание рабочих органов стерневой сеялки СС-6 в ЗАО «Стерлитамакская машиностроительная компания», сеялки-культиватора СКС-6Л и оборотного плуга ПО-4В в ОАО «Туймазинский завод автобетоновозов», лемешно-роторного плуга ПЛР-2 в ОАО «Башсельмаш».

Результаты исследований по обоснованию параметров рабочих органов использованы при освоении производства сеялок СС-6 (ЗАО «Стерлитамакская машиностроительная компания»), плугов ПН-4С, ПН-5С (Стерлитамак-ское РТП).

В творческом сотрудничестве с ЗАО ИПП «ТехАртКом» (г. Челябинск) разработаны комбинированные почвообрабатывающе-посевные агрегаты ППА-5,4, ППА-7,2, ППА-14,7 с усовершенствованными рабочими органами, в сотрудничестве с ООО «Варнаагромаш» - рабочие органы дискаторов и плугов ПН-4-3 5.

Методы расчета и проектирования рабочих органов почвообрабатывающих машин переданы в ЗАО ИПП «ТехАртКом», ЗАО «Стерлитамакская машиностроительная компания» и ООО «Варнаагромаш».

Результаты исследований используются в учебном процессе ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» и ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях Башкирского ГАУ (1993-2002 гг.), Челябинского ГАУ (1993-2007 гг.), Башкирского НИИСХ (1995-96 гг.), международной научно-практической конференции, посвященной памяти акад. В.П. Горячкина'(Москва, 1998 г.), международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса регионов России» (Уфа 2002 г.), международной научно-практической конференции «Перспективы развития производства продовольственных ресурсов и рынка продуктов питания» (Уфа 2002 г.)

Публикации. Результаты исследований отражены в 35 научных работах, в том числе 11 работ опубликовано в изданиях, рекомендованных ВАК, получен один патент на изобретение и три патента на полезную модель. Общий объем публикаций составляет 45,65 п.л., из них авторских -19 п.л.

Первая глава «Современное состояние проблемы н основные задачи исследования» посвящена анализу состояния и перспектив развития обработки почвы, качества выполнения технологических операций рабочими органами почвообрабатывающих машин. Здесь рассмотрены общие методы повышения эффективности почвообработки, раскрыты проблемы обеспечения требуемых показателей качества выполнения технологических операций и пути их решения. На основе этого сформулирована научная проблема, выдвинута гипотеза, определены цель и задачи работы.

Во второй главе «Основные положения общей теории технологического воздействия рабочих органов на почву» рассмотрены физико-механические основы перемещения, деформации и разрушения почвенных элементов, базирующиеся на общих аспектах механики почв. Обоснованы принципы построения модели разрушения почвы.

В третьей главе «Модель процесса взаимодействия рабочих органов с почвой» показана последовательность реализации модели взаимодействия рабочих органов с почвой; полученные результаты согласованы с общими идеями физики процесса деформирования и разрушения почв, сформулированными на основании теоретических и лабораторных исследований; исследованы вопросы деформирования и разрушения почвенных сред применительно к обработке почвы; определены начальные и граничные условия для численного решения уравнений динамики почвы с учетом изменения её плотности в процессе взаимодействия с рабочим органом; обоснованы условия использования методов подобия и размерностей применительно к технологическим процессам обработки почвы и получены необходимые и достаточные критерии подобия.

В четвертой главе «Исследование напряженно-деформированного состояния почвенной среды в процессе взаимодействия с рабочими органами почвообрабатывающих машин» изложены результаты моделирования технологического процесса взаимодействия рабочих органов с почвой. На основе теоретических и экспериментальных исследований получены зависимости изменения плотности почвы в процессе обработки от уровня напряженно-деформированного состояния, а также получена система уравнений динамики почвенной среды с учетом изменения плотности почвы.

В пятой главе «Обоснование параметров рабочих органов почвообрабатывающих машин для повышения качества работы» освещены вопросы разработки и совершенствования рабочих органов почвообрабатывающих машин для повышения качества их работы. Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований по обоснованию конструктивных схем и параметров рабочих органов для основной (дисковые и лемешные плуги) и поверхностной обработки (культиваторы, окучники).

В шестой главе «Внедрение результатов исследований и их технико-экономическая оценка» даны технические характеристики разработанных машин и приводятся результаты производственных испытаний дискового культиватора-окучника, сведения об их внедрении в производство и оценка экономической эффективности разработанных рабочих органов и машин.

Работа выполнена в Башкирском государственном аграрном университете согласно тематическим планам научно-исследовательских работ и в соответствии с программой «Программа по производству, ремонту и обслуживанию сельскохозяйственной техники на предприятиях Республики Башкортостан и организация системы мониторинга ее состояния на 2001-2003 годы» и в Челябинском государственном агроинженерном университете согласно межведомственной координационной программе о фундаментальных и приоритетных прикладных исследованиях по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001.2005 гг. «Научные основы формирования и функционирования эффективного агропромышленного производства» по направлению 02.01 «Разработать новое поколение экологически безопасных ресурсосберегающих машинных технологий и создать комплекс конкурентоспособных технических средств для устойчивого производства приоритетных групп сельскохозяйственной продукции дл^рас-тениеводства», где Челябинский государственный агроинженерный университет является исполнителем.

Надеемся, что поднятые в настоящей работе проблемы и пути их решения будут способствовать дальнейшему прогрессу теории почвообработки и служить основой для создания САПР почвообрабатывающих машин.

Выводы и рекомендации

1. Определены основные положения разработки и совершенствования рабочих органов почвообрабатывающих машин, которые предусматривают уточнение модели процесса их взаимодействия с почвой на основе учета ее многофазной структуры и изменяющихся свойств для обеспечения заданного уровня показателей качества выполнения технологического процесса ее обработки.

2. Разработана математическая модель взаимодействия рабочих органов с почвой с учетом ее многофазной структуры и изменения плотности в процессе деформации. Установлены начальные условия функционирования модели, связанные с физико-механическими свойствами почвенной среды, и граничные условия, связанные с конструктивными параметрами рабочих органов и технологическими параметрами процесса обработки. Предложено численное решение разработанной модели на основе реализации конечно-разностного метода.

3. Установлены на основе решения математической модели закономерности взаимодействия рабочих органов с почвой, напряженно-деформированного состояния обрабатываемого пласта, объемного распределения напряжений и движения почвы по рабочей поверхности, которые позволяют определить силы, действующие на рабочие органы, и качественные показатели их работы, обеспечивающие возможность обоснования рациональных конструктивных и технологических параметров рабочих органов.

4. Установлены критерии оценки модели процесса взаимодействия рабочих органов с почвой, связывающие исходное состояние почвы с требуемыми агротехническими и энергетическими показателями работы, и на их основе построены номограммы по выбору технологических параметров рабочих органов для конкретного состояния почвы. Получена логарифмическая зависимость (4.21) влияния характера распределения нормальных и касательных напряжений, возникающих в процессе деформации почвы, на изменение ее плотности.

5. Обоснованы и получены уравнения состояния (3.24) и разработана модель процесса взаимодействия рабочих органов с почвой (4.22), учитывающая влияние ее напряженно-деформированного состояния на агротехнические и энергетические показатели обработки почвы. Обоснованы условия использования методов подобия и размерностей применительно к технологическим процессам обработки почвы и получены необходимые критерии подобия (3.31). Установлены достаточные условия подобия, заключающиеся в равенстве геометрических параметров трехмерной модели рабочего органа и натурного образца, а также скорости их движения.

6. Обоснованы по результатам теоретических и экспериментальных исследований конструктивные параметры рабочих органов, позволяющие повысить качество основной обработки почвы:

- корпус плуга с дополнительным регулируемым режущим элементом в верхней части отвала (патент №56106 РФ), устанавливаемым за пределами вырезаемого пласта почвы (расстояние от бороздного обреза до режущего элемента должно быть равно ширине захвата корпуса, высота установки -должна быть равно средней глубине обработки). Регулирование положения дополнительного режущего элемента позволяет получить требуемое качество обработки почвы. Изменение угла установки дополнительного режущего элемента на 5° ведет к изменению степени крошения в среднем на 8. 10%, плотности почвы на 7.8%. Обосновано, что при проектировании рабочей поверхности корпуса плуга возможно использование в качестве направляющей кривой участка клотоиды с определенными параметрами;

- рабочий орган дискового плуга с дополнительным выпуклым диском в верхней части основного диска (патент №2102890 РФ). Увеличение угла атаки дополнительного диска с 50 до 70° приводит к увеличению степени крошения почвы, уменьшению ее плотности. Увеличение угла атаки ад на 10° (в диапазоне изменения ад от 50 до 70°) увеличивает степень крошения почвы дисковым плугом в среднем на 5.7 %, при этом плотность почвы уменьшается на 7. .9% при незначительном увеличении тягового сопротивления.

7. Обоснованы по результатам теоретических и экспериментальных исследований конструктивные параметры рабочих органов обеспечивающие заданные показатели качества поверхностной обработки почвы:

- рабочий орган дискового культиватора-окучника с дополнительным выпуклым диском в верхней части основного диска (патент №2102890 РФ). Установлены параметры основного рабочего органа: угол атаки а=20°, угол наклона Р = -10.+10°, диаметр диска D=510 мм, соотношение радиуса кривизны и диаметра R/D = 1,57. .1,76, радиус кривизны диска R= 800. .900 мм. Выбор угла наклона дополнительного диска производится по разработанной номограмме в зависимости от типа и влажности почвы в период обработки;

- рабочие органы стрельчатого типа с установленными на рабочей поверхности регулируемыми направителями (патенты №48691 РФ, №53100 РФ). Глубина бороздки, образуемая после прохода рабочего органа, при установке дополнительных направителей под углом 0° к направлению движения снижается на 15. .20%, при установке под углом 10° - до 30%.

8. Установлены на основе экспериментальных данных агротехнические показатели работы почвообрабатывающих машин с усовершенствованными рабочими органами:

- при вспашке дисковыми плугами: степень крошения достигает 80%,

•у плотность почвы -1,16 г/см , высота гребней - 45 мм;

- при вспашке отвальными плугами: степень крошения достигает 85%, глыбистость -6,7%, высота гребней - не более 45 мм;

- при плоскорезной обработке культиваторами-плоскорезами: степень крошения достигает 88%, исключается образование крупных глыб и щелей за стойкой рабочего органа;

- при окучивании картофеля дисковым культиватором-окучником увеличивается площадь поперечного профиля гребня в среднем на 162,5 см2, обеспечивается сохранение влаги в гребнях, снижается количество сорняков до 20%. За счет лучшего крошения почвы дополнительными дисками содержание почвенных примесей в бункере картофелеуборочного комбайна снизилось на 15%. При этом за счет рыхлой структуры почвы в гребнях снижается тяговое сопротивление картофелеуборочного комбайна, что приводит к снижению расхода топлива на 6%.

9. Результаты выполненных исследований и предложенных технических решений внедрены в ЗАО ИПП «ТехАртКом», ОАО «Стерлитамакское РТП», ООО «Варнаагромаш» и в сельскохозяйственных предприятиях Республики Башкортостан. Экономический эффект от внедрения дискового культиватора-окучника при возделывании картофеля составляет 5500 руб./га. Внедрение плуга с усовершенствованным корпусом при возделывании картофеля обеспечивает экономический эффект в сумме до 600 руб/га при установке режущих элементов под углом 10.25° ко дну борозды, культиватора-плоскореза с усовершенствованным рабочим органом - до 900 руб./га при установке направителей под углом 0. 14° к направлению движения.

1. Алабужев П.М., Геронимус В.Б. Теория подобия и размерностей. Моделирование. М.: Высшая школа, 1968. 208 с.

2. Анискин В.И., Бурченко П.Н., Березин Н.Г. Новые плуги с активными отвалами // Тракторы и с.-х. машины, 2002, №2, с.6-8.

3. Аниш З.К. К некоторым проблемам повышения эффективности обработки, а также совершенствования почвообрабатывающих рабочих органов // Научные основы проектирования сельскохозяйственных машин. Ростов н/Д.: РИСМ, 1980, с.68-75.

4. Артем А.Н. Оптимизация параметров рабочих органов почвообрабатывающих и посевных машин // Совершенствование технологий и технических средств в АПК. Барнаул, 2001, с. 55-57.

5. Бабков В.Ф. Безрук В.М. Основы грунтоведения и механики грунтов. -М.: Высшая школа, 1976, с.30-31.

6. Баган М.С. Модель почвенного пласта. // Вестник ЧГАУ, т.34. Челябинск, 2001, с.64-67.

7. Багиров И.З. Исследование деформации и сопротивления грунта при взаимодействии с клином при различных скоростях. Автореф. дис. .канд. техн. наук. Минск, 1963. -18 с.

8. Баловнев В.И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин. М.: Машиностроение, 1994. -432 с.

9. Баловнев В.И. Физическое моделирование резания грунтов. М.: Машиностроение, 1969. -220 с.

10. Ю.Бараев А.И., Зайцева А.А., Госсен Э.Ф. Агротехнические обоснования для разработки машин и рабочих органов // Состояние и перспективы развития почвообрабатывающих машин, фрез и культиваторов (материалы НТС ВИСХОМ), вып. 25. М., 1983, с. 3-12.

11. П.Бахтин П.У. Исследование физико-механических и технологических свойств основных типов почв СССР. М.: Колос, 1969, с.112.

12. Баширов P.M., Юсупов И.Ф., Байрамгулов Ю.Г. Математическая модель удельного сопротивления плуга // Техника в сельском хозяйстве, 2003, №3, с.30-33.

13. Баширов P.M., Кабиров Р.Х. Совершенствование оценки качества выполнения полевых механизированных работ // Совершенствование конструкций сельскохозяйственной техники. Сб. научн. тр. -Уфа, 1988, с. 1013.

14. Бледных В.В. Основные закономерности процесса движения почвы по трехгранному клину // Динамика почвообрабатывающих машин и агрегатов: Науч. тр. ЧИМЭСХ. Челябинск, 1982, с. 4-14.

15. Бледных В.В. Совершенствование рабочих органов почвообрабатывающих машин на основе математического моделирования технологических процессов. Автореф. дис. .докт. техн. наук. JI.-Пушкин, 1989. -37 с.

16. Бледных В.В., Капов С.Н., Устинова Е.А. Структурно-логическая модель строения почвенной среды // Вестник ЧГАУ, т.25. Челябинск, 1998.

17. Бледных В.В., Свечников П.Г., Сапожников С.Б., Тыняный А.Ф. Сравнительная топология лемешно-отвальных поверхностей плуга // Докл. РАСХН, 2002, №3, с.60-64.

18. Богатырев В.В. Совершенствование работы пахотного агрегата с дисковым плугом в условиях рисосеяния Кубани. Дис. .канд. техн. наук. Краснодар, 1995,-180 с.

19. Бойков В.М. Механико-технологическое обоснование эффективных способов и технических средств основной обработки почвы. Дис. .докт. техн. наук. Саратов, 1998. -370с.

20. Босенко Н.С. Обоснование критериев качества работы почвообрабатывающих и посевных систем // Механизация и электрификация сел.хоз-ва,2003, № 11, с. 5-7.

21. Босенко Н.С. Система «почва почвообрабатывающий агрегат» как двухуровневая модель сложной системы // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2003, №2, с.9-11.

22. Броек Д. Основы механики разрушения. / Пер. с англ. М.: Высшая школа. 1980. -368 с.

23. Буромский В.И. Новый метод построения крошащих рабочих поверхностей плужных корпусов на технологических основаниях // Сб. тр. по земледельческой механике, т.2. М.: Сельхозгиз, 1954, с. 28-37.

24. Бурченко П.Н. К теории развертывающейся лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга // Сб. научн.докл.междунар.науч.-практ.конф. «Земледельческая механика в растениеводстве». -М., 2001. Т.З, ч.1, с.38-51.

25. Бурченко П.Н. Механико-технологические основы почвообрабатывающих машин нового поколения. М.: ВИМ. 2002, с. 198.

26. Бурченко П.Н. Техническое обеспечение совершенствования технологий обработки почвы // Земледелие, 2001, №1, с.5-6.

27. Бурченко П.Н. Вопросы деформации почвы клином. // Науч.тр. / ВИМ, т. 131.2000, с. 4-29.

28. Буцолич Е.Г. Испытание дискового плуга // Труды Всесоюзной академии с.-х. наук «Земледельческая механика», 1968, т. 10, с. 28-37.

29. Быстров М.П. О распределении давлений на рабочей поверхности трехгранного клина. // Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов: Научн. тр. /ЧИМЭСХ, вып.46. Челябинск, 1969, с.28-34.

30. Вагин JI.T. К вопросу взаимодействия клина с почвой. // Вопросы земледельческой механики, т. 15. Минск, 1965, с.4-15.

31. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986.- 416 с.

32. Василенко П.М. Основные принципы моделирования и их применение при разработке проблем сельскохозяйственной техники. // Тр. / ВИМ, т.1. М.:

33. БТК ГОСНИТИ, 1966, с. 3-17.

34. Вахитов Н.У. Обоснование параметров лапового сошника на основе моделирования процесса его взаимодействия с почвой. Дис. .канд. техн. наук. Уфа, 1992.-210 с.

35. Вахитов Н.У. Условия применимости гидродинамической гипотезы обработки почвы // Тез. докл. научно-технической конференции. Уфа, 1991, с.55.

36. Ветохин В.И. Малоэнергоемкие рыхлители почвы: экспериментальная оценка рационального профиля // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1993. №7, с. 15-17.

37. Ветохин В.И. Проектирование поперечного профиля стойки ножа плуга рыхлителя // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1993, №6, с.20-24.

38. Ветров Ю.А. Резание грунтов землеройными машинами. М.: Машиностроение, 1971.-360 с.

39. Вилде А.А., Русинис А.А. Влияние физических и механических свойств почвы на тяговое сопротивление плуга. //Экология и с.-х. техника, т.2, СПб., 2002, с.48-54.

40. Виленский Д.Г., Афанасьев А.Д. Новый принцип механического подъема почвы. Ученые записки МГУ. -М.: Изд-во МГУ, 1946. -77 с.

41. Виноградов В.И., Иванов Н.В. Деформация почвы под воздействием рабочего органа культиватора-плоскореза // Тр. / ЧИМЭСХ / Эксплуатация и обслуживание машинно-тракторного парка: вып. 100. Челябинск, 1975, с.32-39.

42. Виноградов В.И. Сопротивление рабочих органов лемешного плуга и методы снижения энергоемкости пахоты. Дис. .докт. техн. наук. Челябинск. 1969.-438 с.

43. Волков Ю.И. Некоторые проблемы создания САПР сельхозмашин. // Тракторы и сельхозмашины. 1988, №2, с. 24-26.

44. Вопросы земледельческой механики. Минск: Ураджай, 1961. Т.VII. -С.56-58.

45. Воронин А.Д. Основы физики почв. М: МГУ, 1986. 214 с.

46. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов. М. Высш. школа, 1978. 447 с.

47. Гайфуллин Г.З. Механико-технологические основы разработки и совершенствования рабочих органов машин для почвозащитного земледелия. Дис. .докт. техн. наук. Челябинск, 2003. -358 с.

48. Гарифуллин Ф.Ш., Ишемьянов А.Ш. Почвы Южного Урала и их использование: Учебное пособие. Уфа: изд-во Ульяновского СХИ, 1987, -84 с.

49. Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. М.: Стройиздат. 1971. с.195-197.

50. Гордеев В.В. Влияние угла установки лемеха на интенсивность крошения почвы // Сб.науч.тр. / Сев.-Зап. НИИ механизации и электрификации сел.хоз-ва, Вып.69,1998. с.124-126.

51. Горячкин В.П. Собрание сочинений. T.l, М.: Колос, 1968. -720 с.

52. Горячкин В.П. Собрание сочинений. Т.2, М.: Колос, 1968. -480 с.

53. Горячкин В.П. Собрание сочинений. Т.З, М.: Колос, 1968. -360 с.

54. Грибановский А.П. Исследование рабочего процесса и обоснование параметров плоскорезных орудий, их разработка и внедрение. Дис. .докт. техн. наук. Челябинск, 1983. -340 с.

55. Гудков. А.Н. Теоретические основы скоростной обработки солонцовых почв // Вестник сельскохозяйственной науки, 1960. №1. с.20-25.

56. Гячев JI.B. Теория лемешно-отвальной поверхности. Зерноград: изд-во АЧИМСХ, 1961.-318 с.

57. Давиденков Н.Н. Динамическая прочность и хрупкость металлов. Избранные труды, т.1. Киев: Наук, думка, т.1,1981, с.680-686.

58. Дидух Б.И. Механика грунтов. М.: Изд-во УДН, 1990. -92 с.

59. Добролюбов И.П. Автоматическое регулирование рабочей зоны в адаптивной системе управления режимами МТА / /Тракторы и с.-х. машины, 2002; № 7, с. 17-20.

60. Дорохов А.П. Совершенствование технологии и механизации возделывания и уборки картофеля. Дис. .докт, техн.наук. Челябинск, 1989. -449 с.

61. Дринча В.М., Мазитов Н.К., Гарипов Н.Э. и др. Некоторые вопросы обработки почвы и создания перспективных машин // Вестник РАСХН, 2001, №4, с. 17-19.

62. Дринча В.М., Мазитов Н.К., Садретдинов А.К. и др. Важные технологические проблемы обработки почвы и их решения // Земледелие, 2001, №2, с.30-31.

63. Дубровин В.А., Левчук Н.С. Перспективы дифференциации основной обработки почвы // Тракторы и с.-х. машины, 2001; № 2, с. 32-34.

64. Дьяченко Г.Н., Соучек Р. Характеристика почвы как объект механической обработки // Проектирование рабочих органов почвообрабатывающей и зерноуборочной техники. Межвуз. сб. Ростов н/Д, 1985, с.8-20.

65. Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочность твердых тел. Пер. с англ./ Под ред. В.С.Иванова. М.: Металлургия, 1971. -264 с.

66. Иванов В.Д., Рубцов С.В. К вопросу об управлении процессами основной обработки почвы // Пробл.соврем.упр.в АПК. -Воронеж, 1998, с. 66-68.

67. Иванов С.А. Математическая модель расчета дальности разброса почвы рабочими органами для гребнеобразования // Матем. моделирование с.-х. объектов основа проектирования технологий и машин XXI в. Минск, 2001, с. 39-43.

68. Индустриальная технология возделывания картофеля // сост. Пшеченков К.А. М.: Россельхозиздат, 1985. -239 с.

69. Ионов В.Н., Селиванов В.В. Динамика разрушения деформируемоготела. М.: Машиностроение, 1987. -270 с.

70. Иофинов А.П. Оперативная оценка качества полевых механизированных работ // Совершенствование конструкций сельскохозяй-ственной техники: Сб. науч. тр. -Уфа, 1998. с.4-10.

71. Иофинов А.П., Баширов P.M., Мударисов С.Г. Проблемы управления качеством сельскохозяйственной техники. -Уфа: Гилем, 1999.158 с.

72. Иофинов А.П., Мударисов С.Г. Анализ взаимодействия дискового рабочего органа с почвой // Совершенствование конструкции, методов эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники. Сб. научн. тр. Уфа, 1995, с.15-18.

73. Иофинов А.П., Мударисов С.Г. Патент на изобретение № 2102890 РФ, А 01 В 13/02. Дисковое почвообрабатывающее орудие / Иофинов А.П., Мударисов С.Г. (Россия). -№ 94027047/13; Заявлено 18.07.1994; Опубл. 20.01.1998. Бюл. № 2.

74. Иофинов А.П., Мударисов С.Г. Универсальный дисковый // Сельские узоры. 1993, №5-6, с. 18.

75. Казаков B.C. Гидромеханическое подобие потоков жидкости // Техника в сельском хозяйстве. 1989, №3, с.22-25.

76. Казаков B.C. Технологические основы бестраншейного строительства закрытых осушительных систем и рыхления почвогрунтов при мелиорации земель. Дис. .докт. техн. наук. М., 1983. -520 с.

77. СПб. Пушкин, 2000.- 360 с.

78. Канаев А.И. Управление системой «рабочие органы машина» при обработке зяби с целью накопления влаги в условиях Заволжья. - Самара, 2001.-274 с.

79. Канаев А.И., Нугманова Т.С. Совершенствование оценки качества рыхления при испытаниях почвообрабатывающих машин // Энергоресурсосбережение в механизации сел.хоз-ва. Самара, 2000, с. 17-19.

80. Канарев Ф.М., Осадчий А.В. Особенности вспашки дисковых плугов // Техника в сельском хозяйстве, 1971, №3, с.34-35.

81. Капов С.Н. Механико-технологические основы разработки энергосберегающих почвообрабатывающих машин. Дис. . .докт. техн. наук. Челябинск, 1999. -320 с.

82. Капов С.Н. Проблемы и тенденции развития обработки почвы. // Материалы научно-технической конференции: «Казахстан-2030. Стратегия развития науки, образования и культуры», т.2. Акмола, 1998, с. 11-13.

83. Капов С.Н. Схемы, критерии и теории разрушения почвы // Вестник ЧГАУ. т.32, Челябинск, 2000, с. 15-20.

84. Капов С.Н., Мударисов С.Г. Основные принципы построения модели разрушения почвенной среды. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2005, №6, с.30-32.

85. Капов С.Н., Устинова Е.А. Модель почвенной среды // Вестник ЧГАУ. т.32, Челябинск 2000, с. 22-23.

86. Качинский Н.А. Задачи почвоведения в обосновании правильной системы обработки различных почв // Почвоведение. 1954, №7, с. 8-12.

87. Качинский Н.А. Почва, ее свойства и жизнь. М.: Наука, 1975. -295 с.

88. Качинский Н.А. Структура почвы. М.: Изд-во МГУ, 1963. -130 с.

89. Кирпичев М.В. Теория подобия. М.: АН СССР, 1953. 402 с. ЮО.Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративныемашины. М.: Колос, 1994. -751 с.

90. Клочков А.В., Дубень И.В. Перемещение почвенных частиц пластинчатым плужным корпусом // Актуал. пробл. механизации с.-х. пр-ва. 4.2 Горки, 2001; с. 29-33.

91. Ковригин Б.А. Обоснование параметров и режимов функционирования дисковальных агрегатов путем их адаптации к изменяющимся условиям использования. Дис. .канд. техн. наук. С Пб - Пушкин, 2003.

92. Ковриков И.Т. Математическая модель технологии и средств механизации комбинированной основной обработки почвы и основные принципы их совершенствования // Юбилейн. сб.тр. ученых Оренбург, гос. аграр. ун-та. Оренбург, 2000, с.283-288.

93. Королев А.С. Обработка и плодородие почвы. -Д.: Лениздат, 1975. -168с .11

94. Косте Ж., Санглера Г. Механика грунтов / Пер. с франц. М.: Стройиздат, 1989.-455 с.

95. Юб.Кострицын А.К. Основные закономерности сопротивления почвы деформации и разрушения и их использование для обоснования типа и параметров почвообрабатывающих противоэрозионных рабочих органов. Автореф. дисс. .докт. техн. наук. М., 1986. 46 с.

96. Ю7.Кострицын А.К. Резание сплошной грунтовой среды ножами и конусами // Сб. трудов по земледельческой механике, т.З. М.: Машиностроение, 1957.

97. Ю8.Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика. ч.1. М.: Физматгиз, 1963, -460 с.

98. Ю9.Краснощеков И.В. Дисковые орудия для работы на повышенных скоростях // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1962, №4, с.30-34.

99. ПО.Крафтс А., Роббинс У. Регулирование плодородия почвы. М.: Колос, 1970.-230 с.

100. Ш.Кузнецов Ю.И., Акатьев В.Н. Картофель на грядах без гербицидов //

101. Картофель и овощи, 1994, №3, с.7-9.

102. Кузнецов Ю.И., Кузнецов А.Ю. Изучение свойств почвы для создания орудий предпосевной обработки // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2000, №9, с.25-27.

103. З.Кузьмин А.Н., Мурзагалиев АЖ. Энергоемкость разрушения образцов столбчатого солонца при ударных нагрузках // Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов: Научн. тр. / ЧИМЭСХ, Челябинск. 1980, с. 54-57.

104. Кулен А., Куиперс X. Современная земледельческая механика. М.: Агропромиздат, 1986. -349 с.

105. Кушнарев А.С., Бауков А.В. Характер образования трещин в почве перед вертикальными деформаторами // Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов: Научн. тр. / ЧИМЭСХ, вып. 46. Челябинск, 1969, с.35-42.

106. Пб.Кушнарев А.С. Механико-технологические основы процесса воздействия рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий на почву. Дис. .докт. техн. наук. Челябинск, 1982. -328 с.

107. Кушнарев А.С. Реологическая модель почв при воздействии на них почвообрабатывающих органов // Вопросы механизации сельского хозяйства, т. 17. Мелитополь, 1971.

108. Кушнарев А.С., Кочев В.И. Механико-технологические основы обработки почвы. Киев.: Урожай, 1989. -144 с.

109. Лаврухин В.А. Оптимизация рабочих поверхностей корпусов плуга // Механизация и электрификация сел.хоз-ва, 2000; №. 5, с. 39-40.

110. Лаврухин В.А., Ледяев В.Н. Обоснование коэффициента степени сжатия почвы при работе трехгранного клина // Исследования и реализация новых технологий и техн.средств в с.-х.пр-ве. -Зерноград, 2001, с. 91-95.

111. Лаврухин В.А., Мохирев Е.В. О кручении пласта и обоснование корпуса плуга с регулируемой лемешно-отвальной поверхностью // Исследования и реализация новых технологий и техн. средств в с.-х. пр-ве. Зерноград, 2001, с.76-83.

112. Лаврухин В.А., Мохирев Е.В. Влияние кривизны крыла отвала на кручение пласта при пахоте // Материалы науч.конф. / Азово-Черномор. гос. агроинж. акад. Вып.2 Зерноград, 2001; с. 66.

113. Ламб Г. Гидродинамика. -М.: Гостехиздат, 1947. -378 с.

114. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Механика сплошных сред. М.: Гостехиздат, 1954. -340 с.

115. Лихачев В.А. Физико-механические модели разрушения // Модели механики сплошной среды. Новосибирск, 1983, с.255-277.

116. Лихачев В.А., Малинин В.Г. О возможности построения уравнений общей теории прочности. // Механика неоднородных структур т.2. Львов,, 1987. -180 с.

117. Лобачевский Я.П., Панов А.И., Панов И.М. Перспективные направления совершенствования конструкций лемешно-отвальных плугов // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2000, №6, с.2-5.

118. Лобачевский Я.П. Влияние сил трения и прилипания почвы на технологический процесс почвообрабатывающих рабочих органов // Развитие технической базы агропромышленного комплекса. М., 2000, с.47-53.

119. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1987. 840 с.

120. Любимов А.И. Динамика широкозахватных агрегатов основной обработки почвы. Автореф. дис. .докт. техн. наук. Челябинск, 1973. — 40 с.

121. Любимов А.И., Рахимов Р.С., Янкелевич В.Г. Обобщенная математическая модель функционирования почвообрабатывающих агрегатов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. Деп. в ЦНИИТЭИтракгоросельхозмаш., М., 1989. -14 с.

122. Любимов А.И., Старших В.В., Сухов В.А. Использование механики сплошных сред в задачах совершенствования рабочих органов почвообрабатывающих машин // Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов: На-учн. тр. / ЧИМЭСХ. Челябинск, 1988, с. 11-20.

123. Мазитов Н.К. Совершенствование технологии и технических средствповерхностной обработки почвы. Дис. .докт. с.-х. наук в форме научного доклада. Казань, 1988. -95 с.

124. Мазитов Н.К., Абдрахманов Р.К., Сахапов P.JI. Основы почвообрабатывающих машин // Науч.тр. / ВИМ. Т. 131,2000; с. 86-98.

125. Макаров П.И. Научные основы технологии и ротационных машин для гладкой обработки почвы. Автореф. дисс. .докт.техн. наук. М. 2000. -48 с.

126. Максимов И.И. Обоснование параметров рабочего органа для глубокой безотвальной обработки почвы на склонах. Автореф. дис. .канд.техн. наук. Чебоксары, 1984. -20 с.

127. Максимов И.И., Мишин П.В. Адаптация почвообрабатывающих агрегатов к условиям их функционирования в аспекте экологии // Экология и с.-х.техника Т.2. СПб.- Павловск, 2000; - с. 51-56.

128. Мамбеталин К.Т. Почва и ее тайны. Челябинск, 2000. -100 с.

129. Мамбеталин К.Т. Энергетические основы почвообработки. Челябинск, 2002. -104 с.

130. Мамедов Ф.А. Исследование отброса почвы сферическим диском // Аграр. наука, 2000; № 6, с. 9-10.

131. Маслов Н.Н. Основы механики грунтов и инженерной геологии. М.: Высш. школа. 1968. -235 с.

132. Мацепуро М.Е. Вопросы земледельческой механики. Минск: Государственное изд-воБССР, 1959. -388 с.

133. Машиностроение. Энциклопедия. М.; Машиностроение. Сельскохозяйственные машины и оборудование. T.IV-16 / И.П.Ксеневич, Г.П.Варламов, Н.Н.Колчин и др.; под ред. И.П.Ксеневича. 1998. -720 с.

134. Медведев В.И., Константинов Ю.В., Акимов А.П. Обобщенная математическая модель взаимодействия дискового ножа с почвой // Тракторы и с.-х. машины, 2001; N 2, С. 34-37.

135. Месчян С.Р. Экспериментальная реология глинистых грунтов. М.: Недра, 1985. -342 с.

136. Механика разрушения (быстрое разрушение и остановка трещины). Пер. с англ. М.: Мир, 1981. -256 с.

137. Милюткин В.А. Влияние параметров и скорости движения рабочего органа на процесс разрушения почвенного пласта // Тр. / ВИМ, т. 82, М., 1978, с.67-76.

138. Мишин П.В. Адаптивное использование почвообрабатывающих агрегатов // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2001, №5, с.24-25.

139. Мишин П.В. Математическое описание изменчивости твердости почвы сельскохозяйственного поля / /Машин, технологии и новая с.-х.техника для условий Евро-Северо-Востока России. Т.2. -Киров, 2000, с. 92-98 .

140. Моношков А.Н. Роль механики разрушения в совершенствовании сельскохозяйственных процессов // Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов: Научн. тр. /ЧИМЭСХ. Челябинск, 1985, с. 10-14.

141. Мударисов С.Г. Дисковые орудия с адаптирующимися рабочими органами // Картофель и овощи, 2005, №4, с.30-31.

142. Мударисов С.Г. Исследование усовершенствованного дискового рабочего органа // Совершенствование конструкций, методов эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники: Сб. науч. тр. Уфа, 1995, с. 9-14.

143. Муфтеев В.Г. Моделирование рабочей поверхности плуга / Муфтеев В.Г., Мударисов С.Г., Марданов А.Р. // Материалы Всероссийской конференции, посвященной 75-летию со дня открытия Чувашской ГСХА. Чебоксары: ЧГСХА, 2006. -С.479-482.

144. Мударисов С.Г. Культиватор-окучник с дополнительными дисками //v

145. Земледелие, 2005, №4. с. 38-39.

146. Мударисов С.Г. Моделирование воздействия рабочих органов на почву. // Механизация и электрификация сельского хозяйства -2005, №5, с. 811.

147. Мударисов С.Г. Моделирование процесса взаимодействия рабочихорганов с почвой // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2005, №7, с. 27-30.

148. Мударисов С.Г. Принципы разработки адаптирующихся рабочих органов почвообрабатывающих машин // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2005, №6, с. 10-11.

149. Мударисов С.Г. Совершенствование конструкции дисковых орудий // Материалы междунар. науч.-практ.конф., посвящ. памяти акад. В.П. Горячкина: Докл.и тез. T.l. -М., 1998, с. 123-126.

150. Мударисов С.Г. Создание рабочих органов на основе управления качеством обработки почвы // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2005, №5, с. 36-37.

151. Мударисов С.Г. Стрельчатая лапа отрывает борозду // Сельский механизатор, 2005, №6, с. 12.

152. Мударисов С.Г., Вахитов Н.У. Дисковое почвообрабатывающее орудие // Информационный листок. -Уфа: РНТИК «Баштехинформ», 1996, №11.

153. Мударисов С.Г., Разбежкин Н.И. Моделирование процесса взаимодействия рабочих органов с почвой // Сб. статей научно-практической конференции «Наука и образование аграрному производству» Екатеринбург: Уральская ГСХА, 2005. С.96-101.

154. Мударисов С.Г., Разбежкин Н.И. Рабочие органы меняют лицо. // Сельский механизатор. 2005, №6, с.36.

155. Мударисов С.Г. Диск продолжает совершенствоваться. // Сельские узоры, 1995, №3, с.9.

156. Мударисов С.Г., Султанов Ш.М. Предпосылки создания модульной сеялки-культиватора // Материалы XLII науч.-техн. конф. / Челяб. гос. агроинж. ун-т. Челябинск, 2003. -4.2. с.264-267.

157. Мударисов С.Г. Моделирование процесса взаимодействия плужного корпуса с почвой // Сб. статей научно-практической конференции «Вузовская наука сельскому хозяйству». Барнаул: Алтайский ГАУ, 2005. с. 121125.

158. Мурадов М., Мурадов Ш.М.; Кенжаева А. Моделирование взаимодействия рабочих органов с почвой в процессе ее обработки // Науч.тр. Т. 131. / ВИМ, 2000; с. 117-121.

159. Мяленко В.И. Моделирование процесса силового взаимодействия с почвой рабочих органов почвообрабатывающих орудий. Автореф. дис. .докт. техн. наук. Новосибирск, 1992. -45 с.

160. Набиев Т.С. Основы интенсификации механизированных процессов и междурядной обработки хлопчатника. Ташкент, 1994. -132 с.

161. Набиев Т.С. Технологические основы повышения качества сева и междурядной обработки хлопчатника. Дис. .докт. техн. наук. Челябинск, 1997. -324 с.

162. Надай А. Пластичность и разрушение твердых тел. М.: Мир, 1969. -869с.

163. Нартов П.С., Вершинин В.И. Исследование рабочих органов дисковыхплугов // Лесной журнал, 1967, №2, с. 10-12.

164. Нартов П.С. Дисковые почвообрабатывающие орудия. Воронеж. Изд-во ВГУ, 1972, с. 184.

165. Нартов П.С., Вершинин В.И. Приспособление к дисковому плугу для улучшения оборота пласта // Лесоэксплуатация и лесное хозяйство, 1966, №24, с.32-35.

166. Нерпин С.В., Чудновский А.Ф. Физика почвы. М.: Наука, 1967. 584 с.

167. Новиков Ю.Ф. Исследование напряженного состояния почвы в процессе вспашки //Сб.тр. / РИСХМ, вып.1,1967, с.95-97.

168. Новиков Ю.Ф. Некоторые вопросы теории деформирования и разрушения пласта под воздействием двухгранного клина // Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов. Научн. тр. / ЧИМЭСХ, вып. 46. Челябинск, 1969, с. 20-28.

169. Нотт Дж. Ф. Основы механики разрушения. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1978. -256 с.

170. Панов А.И. Способы повышения эффективности обработки почвы. // Науч. тр. ВИМ. Т. 150.2003, с. 181-190.

171. Панов А.И. Физические основы механики почвы // Науч.тр. / ВИМ. Т.131,2000, с. 46-51.

172. Панов И.М. Методы повышения эффективности обработки почвы // Исследование и разработка почвообрабатывающих и посевных машин: Сб. науч. тр. / НПО ВИСХОМ. -М.: НПО ВИСХОМ, 1990. с.3-12.

173. Панов И.М. Механико-технологические основы расчета и проектирования почвообрабатывающих машин с ротационными рабочими органами. Автореф. дисканд. техн. наук. Челябинск, 1984. -36 с.

174. Панов И.М. Основные пути снижения энергозатрат при обработке почвы // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1987. №8, с. 27-30.

175. Пейсахович Ю.А. Движение почвенного пласта по поверхностям рабочих органов произвольной формы // Аграрная наука, 2001, №4, с.23-24.

176. Пигулевский М.Х. Основы и методы экспериментального изучения почвенных деформаций // Теория, • конструкция и производство сельскохозяйственных машин, т.2. М.: 1936, с.47-51.

177. Плаксин A.M. Энергетика мобильных агрегатов в растениеводстве. Учебное пособие. Челябинск: ЧГАУ, 2005. -204 с.

178. Подскребко М.Д. Повышение эффективности использования тракторных агрегатов на основной обработке почвы. Дисс . докт. техн. наук. Челябинск, 1975. -391 с.

179. Покровский Г.И. К теории работы плуга // Почвоведение. 1935, №5-6.

180. Покровский Г.И., Некрасов А.А. Статистическая теория грунтов // Вестник ВИА, 1934. -67 с.

181. Прагер В. Введение в механику сплошных сред. М.: Машиностроение, 1963. -440 с.

182. Проблемы управления качеством работы сельскохозяйственной техники / под ред. Иофинова А.П. -Уфа: Гилем, 1999. -158 с.

183. Путрин А.С. Основы проектирования рабочих органов для рыхления почв, находящихся за пределами физически спелого состояния. Дис. .докт. техн. наук. Оренбург, 2003. -460 с.

184. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1979. -744 с.

185. Рабинович А.Ш. Методика определения эпюр давления почвы на стабилизированный профиль лезвия. // Сборник работ ГОСНИТИ, выпуск 11. М., 1965.- 160 с.

186. Разрушение / Под ред. Г.Либовица. Пер. с анг. М.: Мир, т. 1,2, 1975. -764 с.

187. Рахимов Р.С. Повышение эффективности технологического процесса работы противоэрозионных почвообрабатывающих машин. Дис. .докт. техн. наук. Челябинск, 1990. -433 с.

188. Ревут И.Б. Физика почв. М.: Колос, 1972. -366 с.2Ю.Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томошевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. М.: Наука, 1965. -178 с.

189. Рубинштейн A.JI. Грунтоведение, основания и фундаменты. М.: Машиностроение, 1961. 240 с.

190. Рязанов А.В. Влияние типа углоснима на показатели работы оборотного плуга // Техника в сел. хоз-ве, 2002, №1, с. 31-33.

191. Савельев А.В. Исследование зависимости статистических характеристик сопротивления деформаторов от технологического состояния почвы. Автореф. дис. .канд. техн. наук. Уфа, 1988. -20 с.

192. Сафиуллин Н.А., Макаров П.И. Некоторые вопросы динамики сферического диска // Труды Казанского СХИ. вып. 65. Казань, 1972, с. 189-192.

193. Свечников П.Г., Старших В.В. Оценка вида эпюры инерционных сил, действующих на почвообрабатывающие рабочие органы. // Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов: Научн. тр. / ЧИМЭСХ. Челябинск, 1988, с. 27-34.

194. Седов Л.И. Механика сплошной среды. T.l. М.: Наука, 1973. -536 с.

195. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т.2. М.: Наука, 1973. -584 с.

196. Синеоков Г.Н. Деформации, возникающие в почве под действием клина // Тр. ВИСХОМ, вып. 33. М, 1962.

197. Синеоков Г.Н. Проектирование почвообрабатывающих машин. М.: Машиностроение, 1965. -232 с.

198. Синеоков Г.Н., Панов И.М. Теория и расчет почвообрабатывающих машин. М.: Машиностроение, 1977. -328 с.

199. Сираев М.Г., Рахимов Р.С., Мударисов С.Г. и др. Защита почвы от эрозии и современные почвообрабатывающие машины в системе адаптивно-ландшафтного земледелия Башкортостана. -Уфа: БГАУ, 2002. 87 с.

200. Сироткин В.М. Разработка теории и метода оценки механического воздействия на почву почвообрабатывающих машин и орудий. Автореф. дис. . .докт. техн. наук. Киров, 2001. -42 с.

201. Смирнов А.И. Повышение эффективности работы дискового плуга путем совершенствования его конструктивно-технологической схемы. Дис. .канд. техн. наук. -С-Пб., 1990. -180 с.

202. Сорокин В.В. Выбор геометрических параметров лемеха рыхлителя по результатам испытаний в гидравлическом канале // Совершенствование технологий и машин в АПК. М., 2001, с. 36-39.

203. Соучек Р., Аниш 3., Ершик К. Исследование процесса деформации и энергетических затрат при разрушении почвенных моделей // Проектирование рабочих органов почвообрабатывающей и зерноуборочной техники. Межвуз. сб. Ростов н/Д, 1985, с.57-68.

204. Соучек Р., Дьяченко Г. Закономерности взаимодействия рабочих органов с почвой как основа их автоматизированного проектирования: Учеб.пособие. -Ростов н/Д, 1991. -110 с.

205. Спирин А.П. Разработка почвозащитных технологий и комплексов машин для возделывания сельскохозяйственных культур в условиях интенсивного земледелия (на примере южных степных районов). Автореф. дис. .докт. с.-х. наук. М.: ВИМ, 1987. -43 с.

206. Спирин А.П., Жук А.Ф., Покровский В.В. Новые почвовлагосберегающие орудия // Земледелие, 2000, №4, с.28-29.

207. Степанов И.Н Формы в мире почв. М.: Наука, 1986. -190 с.

208. Стрельбицкий В.Ф. Дисковые почвообрабатывающие машины. -М.:

209. Машиностроение, 1978, -136 с.

210. Тарасова М.В. Исследование технологических и эксплуатационных режимов работы лущильников с плоскими дисками. Дис. . .канд. техн. наук. Барышево НСО, 1971. -173 с.

211. Терехов О.Н., Путрин А.С. Определение параметров рабочих органов адаптированных под экстремальное состояние почвы // Научн. тр. / ВИМ, Т.144. 2002, с.38-46.

212. Терцаги К. Теория механики грунтов. Пер. с нем. М.: Госсгройиздат, 1961.-507с.

213. Токушев Ж.Е. Исследование взаимодействия рабочих органов с почвой методом голографической интерферометрии // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2003, №3, с.30-34.

214. Токушев Ж.Е. Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы. Дис. .докт. техн. наук. М., 2003. -284 с.

215. Тураев Л.Д. Исследование сил, возникающих при пахоте на рабочей поверхности плужного корпуса. Автореф. дис. . .докт. техн. наук. Воронеж, 1960. -39 с.

216. Тухтакузиев А., Насритдинов А. Взаимодействие сферического диска с почвой // Вестн.РАСХН, 2000, № 6, с. 76-77.

217. Уродов В.И. Физические основы глубокого резания грунтов. -Минск: Наука и техника, 1972,с.232.

218. Утенков Г.Л. Почвообрабатывающий агрегат с адаптивным управлением // Информ. технологии, информ. измерит, системы и приборы в исслед.с.-х. процессов. 4.1. -Новосибирск, 2000, с. 201-203.

219. Утенков Г.Л. Разработка энергосберегающих почвообрабатывающих технических средств на основе адаптивных принципов // Пробл. стабилизации и развития с.-х. пр-ва Сибири, Монголии и Казахстана в XXI в. Ч.З. -Новосибирск, 1999; с. 116.

220. Утенков Г.Л., Добролюбов И.П. Адаптивный агрегат для основной обработки почвы. 4.2 // Энергосбережение в сельском хозяйстве. М. 1988, с.42-43.

221. Утенков Г.Л., Добролюбов И.П. Качественная оценка механического способа обработки почвы Сб. науч докл. междунар. науч.-практ. конф. "Земледельческая механика в растениеводстве". Т.3,ч.2. М., 2001, с. 218-220.

222. Федюнина Т.В. Совершенствование технологии основной обработки почвы с обоснованием лемеха с прерывистым лезвием. Дис. .канд. техн. наук. Саратов, 2001.

223. Феерелов А.Д., Хрушков П.П. Теоретическое обоснование движения почвы по поверхности рабочих органов почвообрабатывающих машин. // Труды Латвийского СХИ, вып. 259. Вильнюс, 1989, с. 14-19.

224. Фокс А., Пратт М. Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на производстве / Пер. с англ. -М.: Мир, 1982. -304 с.

225. Хеллон К. Введение в механику разрушения. Пер. с англ. М.: Мир, 1988. -364 с.

226. Циммерман М.З. Рабочие органы почвообрабатывающих машин. М.: Машиностроение, 1978.-295 с.

227. Цытович К А. Механика грунтов. М.: Высшая школа, 1983. 288 с.

228. ГОСТ 23728.23730 88 Техника сельскохозяйственная. Основные положения, показатели и методы экономической оценки. М: Госкомитет СССР по стандартам, 1988. - 25 с.

229. Akustische Sensoren zur Steuerung von mobilen Aggregaten und deren Werkzeugen. //Agrartechnik (Berlin), 1989; T. 39. N 10, S. 465-469.

230. Anon. Nie war das Angebot so gross wie heute. //Lohnunternehmen in Land-Forstwirtsch, 1990; T. 45. N 2, S. 101 -103.

231. Brelurda, Josef. Bodenerosion und Bodenerhaltung. -Francfiirt am main: DLG -Verlag, 1983,-183 s.

232. Buchner W., Koller K. Integrierte Bodenbearbeitung. -Stuttgart: Ulmer,1990,-131s.

233. Kouwenhowen J.K., Perdok U.D., Oomen G.J.M. Soil management by shallow mouldboard plougning in the Nitherlands. //Soil Tillage Res., 2002; Vol. 65, iss.2, -P.125-139.

234. Kuczewsky J., Bialek J. Analiza zaleznosci oporu jednostkowego pluga od ksztaltu jego powierzchni roboczej. //Problemy technici rolniczej i lesnej. -Warszawa, 2002; Cz. 2, -S.283-288.

235. Sohne W. 31.Einige Grundlagen fur eine Landtechnische Bodenmechanik. Grundl Landtechnik 7,1956, s.l 1-27.

236. Spoor G., Godwin R. An experimental investigation into the deep loosening of soil by rigid tines "J. Agric. Engng. Res", 1978, p. 234-258.

237. Staafford J.V, Geiki A. An implement configuration to loosen soil by inducting tensil failure. Soil & Tillage Research. -1987. -v.9, №4. -P.363-376.

238. Stafford J.V., Geiki A. An implement configuration to loosen soil by inducting tensile failure. Soil & Tillage Research. V. 9, №4, p.363-376.

239. Van Muysen W., Govers G., Van Oost K. Identification factors in the process of tillage erosion: the case of mouldboard tillage.//Soil Tillage Res., 2002; Vol. 65, N 1, -P.77-93.